ГДЗ по химии 9 класс Габриелян — страница 101 (учебник)

https://www.yaklass.ru/p/himija/9-klass/khimiia-metallov-163805/aliuminii-i-ego-soedineniia-174793/re-b687bbe9-b52b-4815-9daf-17fef3df2910

https://obrazovaka.ru/himiya/stroenie-atoma-alyuminiya-shema.html

https://chemege.ru/aluminium/

https://lc.rt.ru/classbook/himiya-9-klass/himiya-metallov/6409

      Строение атома алюминия и его химические свойства.
   Алюминий (Al) — это химический элемент, который занимает свое место в III группе (главная подгруппа) 3-го периода Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Его атомное строение определяет его химические свойства, которые делают его одним из наиболее распространенных и ценных металлов.
   Атом алюминия имеет 13 протонов в ядре, что определяет его атомный номер. Вокруг ядра вращаются 13 электронов, распределенных по электронным уровням. На внешнем энергетическом уровне располагаются 3 электрона, которые являются «валентными» — они участвуют в образовании химических связей. Именно благодаря этим трем электронам алюминий демонстрирует сильные восстановительные свойства.
   Сравнение с бором. Бор (B) — элемент, расположенный выше алюминия в той же группе. Атомный радиус бора меньше, чем у алюминия (0,080 нм против 0,143 нм). Это связано с тем, что ядро бора обладает меньшим количеством протонов, и, следовательно, его притяжение к электронам слабее. Однако, главное отличие заключается в наличии у алюминия промежуточного восьмиэлектронного слоя (2е; 8е: 3е). Этот слой создает своего рода «щит», который ослабляет притяжение ядра к внешним электронам. Таким образом, у алюминия внешние электроны оказываются «слабее связаны» с ядром, и он легко их отдает, проявляя сильные восстановительные свойства. В отличие от алюминия, бор, с его более сильным притяжением ядра к внешним электронам, проявляет неметаллические свойства.
   Благодаря легкости отдачи электронов, алюминий почти всегда демонстрирует степень окисления +3 в своих соединениях. Это означает, что он теряет все три валентных электрона при образовании связей.
   Алюминий — активный металл, склонный к образованию соединений. Он легко взаимодействует с кислородом, образуя защитную оксидную пленку, которая делает его устойчивым к коррозии.
   Благодаря своим свойствам, алюминий широко используется в различных областях:
   — Строительство: в качестве легкого и прочного материала для изготовления оконных рам, дверей, фасадов, конструкций.
   — Транспорт: для производства кузовов автомобилей, самолетов, судов.
   — Промышленность: в пищевой, химической промышленности, а также для производства бытовых товаров.
   Алюминий — ценный металл с уникальными свойствами, которые делают его одним из наиболее востребованных материалов в современном мире. Его химическая активность, обусловленная строением атома, открывает широкие возможности для его применения.

   Алюминий, будучи амфотерным металлом, обладает способностью взаимодействовать как с кислотами, так и с щелочами. Это означает, что при контакте с такими растворами алюминий может подвергаться коррозии, что приводит к разрушению его структуры и выделению вредных веществ.
   Хранение щелочных или кислых растворов в алюминиевой посуде не только снижает срок службы самой посуды, но и может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья.

Оксид алюминия.

Реакция окисления алюминия.

   Алюминий, обладая легкостью, значительно снижает массу конструкций, что делает его незаменимым в авиации и автомобилестроении.
   Пластичность алюминия позволяет легко формовать его в различные изделия, что делает его идеальным материалом для производства.
   Металлический блеск алюминия не только придает эстетическую привлекательность изделиям, но и обеспечивает защиту от коррозии благодаря образованию оксидной пленки.
   Электропроводность и теплопроводность алюминия расширяют его применение в электротехнике.
   По своим химическим свойствам алюминий относительно инертный материал.

1. Al₂(SO₄)₃ + 6KOH_(нед) = 3K₂SO₄ + 2Al(OH)₃ ↓
    2Al³⁺ + 3SO₄^2– + 6K⁺ + 6OH^– = 6K⁺ + 3SO₄^2– + 2Al(OH)₃ ↓
    Al³⁺ + 3OH^– = Al(OH)₃ ↓
2. Al₂(SO₄)₃ + 8KOH_(изб) = 2K[Al(OH)₄] + 3K₂SO₄
    2Al³⁺ + 3SO₄^2– + 8K⁺ + 8OH^– = 2K⁺ + 2[Al(OH)₄]^–
    6K⁺ + 3SO₄^2-
    Al³⁺ + 4OH^– = [Al(OH)₄]^–

1. 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂ ↑
    Al⁰ – 3е^– ⟶ Al³⁺, вос-ль, ок-е ǀ2
    2H⁺ + 2е^– ⟶ H₂0, ок-ль, вос-е ǀ3
2. AlCl₃ + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)₃ ↓
    Al³⁺ + 3Cl^– + 3Na⁺ + 3OH^– = 3Na⁺ + 3Cl^– + Al(OH)₃ ↓
    Al³⁺ + 3OH^– = Al(OH)₃ ↓
3. 2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O
4. Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]
    Al₂O₃ + 2Na⁺ + 2OH^– + 3H₂O = 2Na⁺ + 2[Al(OH)₄]^–
    Al₂O₃ + 2OH^– + 3H₂O = 2[Al(OH)₄]^–
5. 2Na[Al(OH)₄] + 4H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 8H₂O
    2Na⁺ + 2[Al(OH)₄]^– + 8H⁺ + 4SO₄^2– = 2Al³⁺ + 3SO₄^2– + 2Na⁺ + SO₄^2– + 8H₂O[Al(OH)₄]^– + 4H⁺ = Al³⁺ + 4H₂O
6. Al₂(SO₄)₃ + 6KOH_(нед) = 3K₂SO₄ + 2Al(OH)₃↓
    2Al³⁺ + 3SO₄^2– + 6K⁺ + 6OH^– = 6K⁺ + 3SO₄^2– + 2Al(OH)₃ ↓
    Al³⁺ + 3OH^– = Al(OH)₃ ↓
7. Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O
    Al(OH)₃ + 3H⁺ + 3Cl^– = Al³⁺ + 3Cl^– + 3H₂O
    Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O
8. AlCl₃ + 4NaOH_(изб) = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl
    Al³⁺ + 3Cl^– + 4Na⁺ + 4OH^– = Na⁺ + [Al(OH)₄]^– + 3Na⁺ + 3Cl^–
    Al³⁺ + 4OH^– = [Al(OH)₄]^–

Дано:
m(сплава) = 270 мг
ω(Cu) = 5% = 0,05
η = 85% = 0,85
Найти:
V_практ (H₂) — ?
Решение:
2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑
m(вещ-ва) = m(р-ра) ⋅ ω
m(Cu) = 270 ⋅ 0,05 = 13,5 мг
m(Al) = m(сплава) – m(Cu) = 270 – 13,5 = 256,5 мг
n = m : M
n(Al) = 256,5 : 27 = 9,5 ммоль
По уравнению реакции n(Al) = 1,5n(Н₂), из этого следует, что
n(Н₂) = 14,25 ммоль
V = n ⋅ V_m
V_теор(H₂) = 14,25 ⋅ 22,4 = 319,2 мл
V_практ = V_теор ⋅ η
V_практ(H₂) = 319,2 ⋅ 0,85 = 271,32 мл

Ответ: 271,32 мл

   В преддверии Нового года, когда воздух пронизывал волшебным предвкушением чудес, на землю летела легкая, словно пушинка, снежинка. Ее хрупкие кристаллики переливались в лунном свете, и в ее сердце, маленьком, как капелька росы, рождалось необыкновенное желание. «Хочу стать человеком!» — думала она, глядя на веселых детей, играющих на заснеженном дворе. В этот миг, словно по движению волшебной палочки, ее мечта осуществилась — снежинка превратилась в маленького мальчика. Однако, его радость была недолгой. Он оказался в пустой, заброшенной квартире, словно забытой хозяевами после долгих безуспешных попыток ее сдать.
   Ощущение одиночества давили на него. Вдруг, мальчик заметил сверток, исписанный древними символами. С любопытством развернув его, он прочитал: «Здравствуй! Поздравляю тебя! Твое желание сбылось. Но ты должен соблюдать некоторые условия. Если ты выйдешь на улицу или коснешься воды, снега, то обратно превратишься в снежинку. Счастливой жизни!» Сердце мальчика сжалось от отчаяния. Как же ему наслаждаться жизнью, если он прикован к этой пустой квартире? В его маленькой душе разгорелся огонь желания нарушить правила. Но слова свитка звучали как приговор. Он понимал, что любое прикосновение к внешнему миру может лишить его человеческой формы. Чтобы как-то утешить себя, он нашел в квартире старую книгу. С любопытством пробегая глазами по страницам, его взгляд остановился на слове «алюминий». Звучало оно красиво, мощно, словно символ новой жизни. «Алюминий, — решил он, — это будет мое имя!".
   Прошло много времени, наполненное бесконечной тоской по свободе. Из окна он наблюдал за играющими детьми, его сердце разрывалось от желания присоединиться к ним, но страх возвращения в снежную бездну сковывал его волю. Наконец, настал новый год. «Пожалуйста, отмени эти условия!» — молил он, глядя на зажженные огни праздничной елки. В этот момент, словно подарок судьбы, ему подарили чудесный плащ, покрытый защитной оксидной пленкой. Она стала его щитом от злых чар свитка, отделив его от мира снега и воды.
   Свободный от прежних ограничений, мальчик, теперь уже под именем Алюминий, наконец, смог выйти на улицу, прикоснуться к ветру, солнцу, воде. Он играл с детьми, учился новому, смеялся и радовался жизни. Его сердце переполнялось благодарностью за это чудо, за этот шанс быть частью этого удивительного мира, который он считал своим домом. С тех пор, когда Алюминий шел по улицам, солнечные лучи играли в его светлых волосах, а его смех разносился на весь квартал. Он никогда не забывал о своем снежном прошлом, но теперь это было всего лишь частью его истории, напоминанием о том, как сильно он желал стать человеком и как сильно он ценил эту возможность.