Хлорид алюминия аммиачная вода

Аммиак. Задача № 34 из ФИПИ 2020 с объяснениями

Сегодня мы будем решать и разбирать очередную задачу № 34 из ЕГЭ 2020 года.

Задача:

Насыщенный раствор хлорида алюминия (растворимость 46 грамм в 100 граммах воды при 20 С) массой 50,85 грамм разлили в две колбы: в первую добавили избыток раствора Na₂CO₃, во вторую 20,4 грамма 25%-ного раствора аммиака. Во второй колбе осадок в 2 раза тяжелее, чем в первой. Найдите концентрацию аммиака во второй колбе после окончания реакции.

Решение:

Для начала необходимо составить уравнения химических реакций (как и в других реакциях, где есть химический процесс).

В условии сказано, что есть хлорид алюминия (AlCl₃), который разлили в две колбы: в первой был раствор карбонат натрия, во второй — раствор аммиака.

Если ты забыл как аммиак реагирует с различными веществами, в то числе, с солями, рекомендую освежить знания по теме: Аммиак

А пока мы запишем две реакции:

Объяснять, как уравнивать я не буду, ты это уже знаешь.
А по поводу воды в этих двух реакциях уточняю: если у тебя в условии указан раствор какого — то вещества, то химическая реакция однозначно будет с участием H₂O .

Идем дальше!
Первое вещество, с которого мы начнем расчеты — это хлорид алюминия.

Сначала ищем его массу с учетом растворимости (см. условие), для этого составляем пропорцию:

46 / (46 + 100) = x / 50,85,
x = 46 * 50,85 / 146 = 16,02 грамм.

Теперь находим количество вещества AlCl₃:

Молярная масса хлорида алюминия (по таблице ПСЭ) равна 133,5 грамм/ моль; n (AlCl₃) = 16,02 / 133,5 = 0,12 моль.

Мы нашли моль AlCl₃, но вопрос — к какой именно реакции его отнести?
У нас ведь две реакции, с карбонатом натрия и аммиаком, и в обеих есть хлорид алюминия.

Как же быть? Верный ответ — 0,12 моль представляет собой общее количество хлорида, и нужно составить маленькое уравнение (без него никак):
Возьмем количество AlCl₃ из первой реакции за x, а этот же хлорид из второй реакции — за y.

В итоге пишем: x + y = 0,12 моль.

Если посмотреть на данные химические реакции, то заметим, что количество хлорида алюминия в первой и второй реакциях не равны:
— в первой перед AlCl₃ стоит 2,
— во второй — 1.
Это означает, что мы имеем две соли, которые взяты в неравных количествах, и данную деталь нельзя игнорировать.

Поэтому, пишем так: y = 2x.

Теперь соединяем эти два действия в одно уравнение:

Решив их, получаем:

Что делаем теперь?
Через количество хлорида алюминия мы можем найти все остальное, но нам не нужно искать все вещества, мы ищем аммиак:

1) Вначале вычисляем массу аммиака (чистого): m (NH₃) =0,25 * 20,4 = 5,1 грамм.
(По условию аммиак был взят 25%-й в массой 20,4 грамма, нужно узнать его чистую массу)

2) Молярная масса аммиака: 17 грамм / моль; n (NH₃) = 5,1 / 17 = 0,3 моль.

3) Теперь необходимо узнать, сколько аммиака прореагировало. Но здесь есть вопрос — а как мы это узнаем?
Ответ прост: по уравнению, моль хлорида алюминия (по которому мы и находим все остальные вещества) во второй реакции = 0,08 моль. Значит, моль аммиака будет в три раза больше (см. на реакцию, перед аммиаком стоит цифра 3).

Путем нехитрого действия находим: 0,08 моль * 3 = 0,24 моль.

4) Далее вычитаем от начального количества аммиака его прореагировавшее количество: 0,3 — 0,24 = 0,06 моль.

Так как аммиак взят в избытке, то решаем по недостатку(Al(OH)₃ по второй реакции). Однако, без аммиака нельзя, так как в задаче его и нужно найти.

5) Следующим шагом находим массу аммиака: 0,06 * 17 = 1,02 грамма.

В условии задачи необходимо найти массовую долю аммиака, но без массы это невозможно.

Следующий шаг.

С NH₃ мы пока закончили, на очереди — гидроксид алюминия (Al(OH)₃) , который выпал в осадок, и мы не имеем права не учитывать его по причине того, что при нахождении общей массы раствора необходимо убрать все вещества, которые являются осадками или газами.

1) Получим его моль: n (Al(OH)₃) = n (AlCl₃) = 0,08 моль.

Смотри на вторую реакцию, перед гидроксидом алюминия, как и перед хлоридом алюминия нет коэффициентов, а значит, их взято одинаковое количество, отсюда и равное число моль.

2) Молярная масса Al(OH)₃ = 78 грамм / моль; m ( Al(OH)₃ ) = 0,08 * 78 = 6,24 грамм.

Далее:

Учитывая, что моли хлорида алюминия в двух реакциях одинаковы, значит, концентрация так же одинакова.

0,12 / 50,85 = 0,08 / x;
x = 0,08 * 50,85 / 0,12 = 33,9 грамм.

Рассмотрим подробнее данное действие:

• 0,12 — это моль хлорида алюминия (общий),
• 50,85 — это масса AlCl₃ по условию (общая),
• 0,08 моль — это количество вещества хлорида алюминия.

Через пропорцию находим массу AlCl₃.

Осталось самое последнее действие!

Найдем массовую долю аммиака:

ω (NH₃) = 1,02 / (33,9 + 20,4 – 6,24) = 1,02 / 48,06 = 0,0212, или 2,12%.

Здесь мы делим полученную массу аммиака на массу раствора (без осадка).
Массу раствора найдем по формуле:
масса хлорида алюминия + масса аммиака — осадок Al(OH)₃ .

Источник

AlCl3 + NH3 + H2O = ? уравнение реакции

Подскажите, какое вещество образуется в результате взаимодействия хлорида алюминия с водным раствором аммиака (AlCl3 + NH3 + H2O= ?). Приведите основные физические параметры твердого продукта реакции, расскажите о химических свойствах и его способах получения.

В результате взаимодействия хлорида алюминия с водным раствором аммиака (AlCl3 + NH3 + H2O= ?) наблюдается выпадение студенистого осадка белого цвета – гидроксида алюминия, также происходит образование средней соли – хлорида аммония. Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

Гидроксид алюминия представляет собой термически неустойчивый порошок белого цвета. Не растворяется в воде. Он существует в виде четырех полиморфных модификаций, каждую из которых можно выделить при конкретной температуре.
Гидроксид алюминия может быть получен обработкой солей алюминия щелочами.

В этом случае необходимо избегать избытка щелочи, в которой гидроксид алюминия растворяется:

При слабом подкислении тетрагидроксоалюмината разрушаются:

Гидроксид алюминия – типичный амфотерный гидроксид. С кислотами он образует соли, содержащие катион алюминия, со щелочами – алюминаты; при взаимодействии с водными растворами щелочей образуются гидроксоалюминаты:

При нагревании гидроксид алюминия разлагается.

575^<0>C).\]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Источник

Как протекают различные химические процессы

Уравнения реакций хлорида алюминия с аммиаком и щелочью

Задача 1052.
Чем различается действие избытка водных растворов NH₃ и NаОН на раствор АIСI₃? Написать уравнения соответствующих реакций.
Решение:
При действии избытка водного раствора аммиака на хлорид алюминия образуется гель гидроксида алюминия:

При действии избытка водного раствора гидроксида натрия на хлорид алюминия образуется комплексный ион [Al(OH)₄(H₂O)₂] − :

Расчет энергии Гиббса

Задача 1053.
Пользуясь табличными данными приложения, установить, возможно ли самопроизвольное протекание реакции:
4А1 + 3СО₂ = 2А1₂О₃ + 3С.
Решение:
Уравнение реакции:

Находим стандартные значения энергии Гиббса образования веществ, участвующих в реакции из таблиц, учитывая, что значения энергии Гиббса простых веществ равны нулю. ΔG 0 (СО₂) = -394,6 кДж/моль; ΔG 0 (Al₂O₃) = -1583,3 кДж/моль.

ΔG 0 = 2ΔG 0 (Al₂O₃) — 3ΔG 0 (СО₂) = 2(-1583,3) – 3(-394,6) = -19823,8 кДж.

Определение массы электрода гальванического элемента

Задача 1054.
При работе гальванического элемента:восстановилось до свободного металла 31,2 г хрома. Определить, насколько уменьшилась масса алюминиевого электрода.
Решение:
M_Э(Al 3+ ) = M(Al 3+ )/3 = 26, 981/3 = 8,999 г/моль; M_Э(Cr 3+ ) = M(Cr 3+ )/3 = 51,998/3 = 17,332 г/моль.

При работе гальванического элемента на электродах, согласно закону эквивалентов, происходит эквивалентное окисление и восстановление металлов, получим:

Находим массу алюминия, на которую уменьшился алюминиевый электрод, получим:

m(Al) = m(Cr 3+ )/M_Э(Cr 3+ ) . M_Э(Al 3+ ) = 31,2/17,332 . 8,999 = 16,198 г.

Источник

Хлорид алюминия аммиачная вода

Задача 1. Запишите уравнения реакций взаимодействия между следующими веществами:

а) растворами нитрата алюминия и сульфида натрия;

б) растворами хлорида алюминия и аммиака.

А) В результате взаимодействия растворов нитрата алюминия и сульфида натрия образуются гидроксид алюминия, сероводород и нитрат натрия; образование сульфида алюминия по обменной реакции не происходит вследствие взаимного усиления гидролиза ионов Al 3+ и S 2- :

Б) При взаимодействии растворов хлорида алюминия и аммиака образуется гидроксид алюминия и хлорид аммония:

Задача 2. При полном растворении алюминия в 200 г раствора соляной кислоты образовалось 23,52 л водорода (н. у.) (кислота прореагировала полностью). Вычислите массовую долю хлорида алюминия в полученном растворе.

Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой:

Для определения массовой доли хлорида алюминия в полученном растворе необходимо знать массу образовавшегося хлорида алюминия и массу раствора:

.

Вычислим массу образовавшегося хлорида алюминия. По уравнению реакции 2 моль хлорида алюминия соответствует 3 моль водорода. Определим количество вещества, выделившегося водорода:

следовательно, образовалось 0,7 моль хлорида алюминия (1,05 · 2/3 = 0,7). Вычислим массу хлорида алюминия:

Масса полученного раствора сложится из массы образовавшегося хлорида алюминия и воды, которая содержалась в растворе кислоты. Вычислим массу воды. По уравнению реакции 6 моль HCl соответствует 3 моль водорода; если образовалось 1,05 моль водорода, то прореагировало 2,1 моль HCl (1,05 · 2 = 2,1). Масса прореагировавшего HCl равна:

m (HCl) = n (HCl) · M (HCl) = 2,1 · 36,5 = 76,65 (г),

тогда масса воды, содержащейся в растворе кислоты, равна:

Определим массовую долю хлорида алюминия в полученном растворе:

(%).

Источник

Гидроксид алюминия: получение и свойства

Гидроксид алюминия

Способы получения

1. Гидроксид алюминия можно получить действием раствора аммиака на соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида алюминия и хлорида аммония:

2. Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоалюмината натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить сложное вещество Na[Al(OH)₄] на составные части: NaOH и Al(OH)₃. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Al(OH)₃ не реагирует с СО₂, то мы записываем справа Al(OH)₃ без изменения.

3. Гидроксид алюминия можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида алюминия и хлорида калия:

4. Также гидроксид алюминия образуется при взаимодействии растворимых солей алюминия с растворимыми карбонатами, сульфитами и сульфидами . Сульфиды, карбонаты и сульфиты алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид алюминия реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

Хлорид алюминия реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида алюминия, сероводорода и хлорида натрия:

Химические свойства

1. Гидроксид алюминия реагирует с растворимыми кислотами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов и типа соли.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата алюминия:

2. Гидроксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата алюминия:

3. Гидроксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—алюминаты, а в растворе – комплексные соли . При этом гидроксид алюминия проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием алюмината калия и воды:

Гидроксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

4. Г идроксид алюминия разлагается при нагревании :

Видеоопыт взаимодействия гидроксида алюминия с соляной кислотой и щелочами (амфотерные свойства гидроксида алюминия) можно посмотреть здесь.

Источник