Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия thumbnail

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 сентября 2019; проверки требуют 9 правок.

Окси́д алюми́ния Al2O3 — бинарное соединение алюминия и кислорода. В природе распространён как основная составляющая часть глинозёма[3][нет в источнике], нестехиометрической смеси оксидов алюминия, калия, натрия, магния и т. д. В модификации корунд имеет атомную кристаллическую решётку[источник не указан 411 дней].

Свойства[править | править код]

Бесцветные нерастворимые в воде кристаллы. Амфотерный оксид. Практически не растворим в кислотах. Растворяется в горячих растворах и расплавах щелочей. Является диэлектриком[4][5][6], но некоторые[7][8] исследователи считают его полупроводником n-типа. Диэлектрическая проницаемость 9,5—10. Электрическая прочность 10 кВ/мм.

Плотность[править | править код]

МодификацияПлотность, г/см3
α-Al2O33,99[2]
θ-Al2O33,61[3]
γ-Al2O33,68[4]
κ-Al2O33,77[5]

Основные модификации оксида алюминия[править | править код]

В природе можно встретить только тригональную α-модификацию оксида алюминия в виде минерала корунда и его редких драгоценных разновидностей (рубин, сапфир и т. д.). Она является единственной термодинамически стабильной формой Al2O3. При термообработке гидроксидов алюминия около 400 °С получают кубическую γ-форму. При 1100—1200 °С с γ-модификацией происходит необратимое превращение в α-Al2O3, однако скорость этого процесса невелика, и для завершения фазового перехода необходимо либо наличие минерализаторов, либо повышение температуры обработки до 1400—1450 °С[9].

Известны также следующие кристаллические модификации оксида алюминия: кубическая η-фаза, моноклинная θ-фаза, гексагональная χ-фаза, орторомбическая κ-фаза. Спорным остаётся существование δ-фазы, которая может быть тетрагональной или орторомбической[9][10].

Вещество, иногда описываемое как β-Al2O3, на самом деле представляет собой не чистый оксид алюминия, а ряд алюминатов щелочных и щёлочноземельных металлов со следующими общими формулами: MeO·6Al2O3 и Me2O·11Al2O3, где МеО — это оксиды кальция, бария, стронция и т. д., а Ме2О — оксиды натрия, калия, лития и других щелочных металлов. При 1600—1700 °С β-модификация разлагается на α-Al2O3 и оксид соответствующего металла, который выделяется в виде пара.

Получение[править | править код]

Получают из бокситов, нефелинов, каолина, алунитов алюминатным или хлоридным методом. Сырьё в производстве алюминия, катализатор, адсорбент, огнеупорный и абразивный материал.

Плёнки оксида алюминия на поверхности алюминия получают электрохимическими или химическими методами. Так, например, получают диэлектрический слой в алюминиевых электролитических конденсаторах. В микроэлектронике также применяется эпитаксия оксида алюминия, которая многими учёными считается перспективной, например, в изоляции затворов полевых транзисторов[5][6].

Применение[править | править код]

Оксид алюминия (Al2O3), как минерал, называется корунд. Крупные прозрачные кристаллы корунда используются как драгоценные камни. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: красный корунд (содержащий примеси хрома) называется рубином, синий, традиционно — сапфиром. Согласно принятым в ювелирном деле правилам, сапфиром называют кристаллический α-оксид алюминия любой окраски, кроме красной. В настоящее время кристаллы ювелирного корунда выращивают искусственно, но природные камни всё равно ценятся выше, хотя по виду не отличаются. Также корунд применяется как огнеупорный материал. Остальные кристаллические формы используются, как правило, в качестве катализаторов, адсорбентов, инертных наполнителей в физических исследованиях и химической промышленности.

Керамика на основе оксида алюминия обладает высокой твёрдостью, огнеупорностью и антифрикционными свойствами, а также является хорошим изолятором. Она используется в горелках газоразрядных ламп, подложек интегральных схем, в запорных элементах керамических трубопроводных кранов, в зубных протезах и т. д.

Так называемый β-оксид алюминия в действительности представляет собой смешанный оксид алюминия и натрия. Он и соединения с его структурой вызывают большой научный интерес в качестве металлопроводящего твёрдого электролита.

γ-Модификации оксида алюминия применяются в качестве носителя катализаторов, сырья для производства смешанных катализаторов, осушителя в различных процессах химических, нефтехимических производств (ГОСТ 8136-85).

Литература[править | править код]

  1. Pillet, S.; Souhassou, M.; Lecomte, C.; Schwarz, K. и др. Acta Crystallograica A (39, 1983-) (2001), 57, 209—303
  2. Husson, E.; Repelin, Y. Europen Journal of Solid State Inogranic Chemistry
  3. Gutierrez, M.; Taga, A.; Johansson, B. Physical Review, Serie 3. B — Condensed Matter (18, 1978-) (2001), 65, 0121011-0121014
  4. Smrcok, L.; Langer, V.; Halvarsson, M. Ruppi, S. Zeitschrift fuer Kristallographie (149, 1979-) (2001), 216, 409—412

См. также[править | править код]

  • Электрокорунд (Алунд)
  • Боксит
  • Корунд

Ссылки[править | править код]

  • Получение и переработка глинозема
  • Получение наноразмерного оксида алюминия

Примечания[править | править код]

Источник

Оксид алюминия, свойства, получение, химические реакции.

Какое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминияКакое химическое свойство характерно для оксида алюминия

Оксид алюминия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Al2O3.

Краткая характеристика оксида алюминия

Модификации оксида алюминия

Физические свойства оксида алюминия

Получение оксида алюминия

Химические свойства оксида алюминия

Химические реакции оксида алюминия

Применение и использование оксида алюминия

Краткая характеристика оксида алюминия:

Оксид алюминия – неорганическое вещество, не имеющее цвета.

Оксид алюминия содержит три атома кислорода и два атома алюминия.

Химическая формула оксида алюминия Al2O3.

В природе встречается в виде глинозема и корунда.

В воде не растворяется.

Амфотерный оксид. Проявляет в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства. Свои химические свойства проявляет будучи разогретым до высоких температур- порядка 1000 оС.

Модификации оксида алюминия:

Известны следующие кристаллические модификации оксида алюминия: α-Al2O3, θ-Al2O3, γ-Al2O3, κ-Al2O3, η-Al2O3, χ-Al2O3.

Модификации оксида алюминия имеют различные плотности:

α-Al2O3 – 3,99 г/см3,

θ-Al2O3 – 3,61 г/см3,

γ-Al2O3 – 3,68 г/см3,

κ-Al2O3 – 3,77 г/см3.

α-модификация оксида алюминия является единственной термодинамически стабильной формой Al2O3.

Физические свойства оксида алюминия*:

Наименование параметра:Значение:
Химическая формулаAl2O3
Синонимы и названия на иностранном языкеaluminum oxide α-form (англ.)

corundum (англ.)

алюминия окись α-форма (рус.)

корунд (рус.)

Тип веществанеорганическое
Внешний видбесцветные тригональные кристаллы
Цветиз-за примесей оксид алюминия, как минерал, может быть окрашен в разные цвета
Вкус—**
Запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м33990
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см33,99
Температура кипения, °C3530
Температура плавления, °C2050
Молярная масса, г/моль101,96
Твердость по шкале Мооса9

Примечание:

* оксида алюминия α-формы.

** — нет данных.

Получение оксида алюминия:

Оксид алюминия получают методом восстановления алюминием металлов из их оксидов: хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и др. (металлотермия).

Он получается в результате следующих металлотермических реакций:

Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr (t = 800 oC);

3CuO + 2Al → Al2O3 + 3Cu (t = 1000-1100 oC)  и т.д.

Химические свойства оксида алюминия. Химические реакции оксида алюминия:

Оксид алюминия относится к амфотерным оксидам.

Химические свойства оксида алюминия аналогичны свойствам амфотерных оксидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция оксида алюминия с алюминием:

4Al + Al2O3 ⇄ Al2О (t = 1450 °C).

В результате реакции образуется оксид алюминия.

2. реакция оксида алюминия с углеродом:

2Al2O3 + 9С → 2Al4С3 + 6CО (t = 1800 °C).

В результате реакции образуется соль – карбид алюминия и оксид углерода.

3. реакция оксида алюминия, углерода и азота:

Al2O3 + 3С + N2 → 2AlN + 3CО (t = 1600-1800 °C).

В результате реакции образуется соль – нитрид алюминия и оксид углерода.

4. реакция оксида алюминия с оксидом натрия:

Na2О + Al2O3 → 2NaAlО2 (t = 2000 °C).

В результате реакции образуется соль – алюминат натрия.

5. реакция оксида алюминия с оксидом калия:

K2О + Al2O3 → 2KAlО2 (t = 1000 °C).

В результате реакции образуется соль – алюминат калия.

6. реакция оксида алюминия с оксидом магния:

MgО + Al2O3 → MgAl2О4 (t = 1600 °C).

В результате реакции образуется соль – алюминат магния (шпинель).

7. реакция оксида алюминия с оксидом кальция:

CaО + Al2O3 → Ca(AlО2)2 (t = 1200-1300 °C).

В результате реакции образуется соль – алюминат кальция.

8. реакция оксида алюминия с оксидом азота:

Al2O3 + 3N2О5 → 2Al(NO3)3 (t = 35-40 °C).

В результате реакции образуются соль – нитрат алюминия.

9. реакция оксида алюминия с оксидом кремния:

Al2O3 + SiО2 → Al2SiО5.

В результате реакции образуется соль – силикат алюминия. Реакция протекает при спекании реакционной смеси.

10. реакция оксида алюминия с гидроксидом натрия:

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2О (t  = 900-1100 oC).

Сплавление оксида алюминия с сухим гидроксидом натрия. В результате реакции образуется соль – алюминат натрия и вода.

11. реакция оксида алюминия с гидроксидом калия:

Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2О (t  = 900-1100 oC).

Сплавление оксида алюминия с сухим гидроксидом калия. В результате реакции образуется соль – алюминат калия и вода.

12. реакция оксида алюминия с карбонатом натрия:

Al2O3 + Na2СO3 → 2NaAlO2 + СО2 (t  = 1000-1200 oC).

В результате реакции образуется соль – алюминат натрия и оксид углерода.

13. реакция оксида алюминия с плавиковой кислотой:

Al2O3 + 6HF → 2AlF3 + 3H2O (t  = 450-600 oC).

В результате химической реакции получается соль – фторид алюминия и вода.

14. реакция оксида алюминия с азотной кислотой:

Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)2 + 3H2O.

В результате химической реакции получается соль – нитрат алюминия и вода.

Аналогично проходят реакции оксида алюминия и с другими кислотами.  

15. реакция оксида алюминия с бромистым водородом (бромоводородом):

Al2O3 + 6HBr → 2AlBr3 + 3H2O.

В результате химической реакции получается соль – бромид алюминия и вода.

16. реакция оксида алюминия с йодоводородом:

Al2O3 + 6HI → 2AlI3 + 3H2O.

В результате химической реакции получается соль – йодид алюминия и вода.

17. реакция оксида алюминия с аммиаком:

Al2O3 + 2NH3  → 2AlN + 3H2O (t  = 1000 oC).

В результате химической реакции получается соль – нитрид алюминия и вода.

18. реакция электролиза оксида алюминия:

2Al2O3  → 4Al + 3О2 (t  = 900 oC).

Электролиз проводят в расплаве. В результате химической реакции получается алюминий и кислород.

Применение и использование оксида алюминия:

Оксид алюминия используется для производства алюминия, в виде порошка – для огнеупорных, химически стойких и абразивных материалов, в виде кристаллов – для изготовления лазеров и синтетических драгоценных камней (рубины, сапфиры и др.), окрашенных примесями оксидов других металлов.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

карта сайта

оксид алюминия реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие оксида алюминия
реакции с оксидом алюминия

Коэффициент востребованности
10 298

Источник

Алюминий является самым распространенным металлом в земной коре. Свойства алюминия позволяют активно применять в составе
металлоконструкций: он легкий, мягкий, поддается штамповке, обладает высокой антикоррозийной устойчивостью.

Для алюминия характерна высокая химическая активность, отличается также высокой электро- и теплопроводностью.

При переходе атома алюминия в возбужденное состояние 2 электрона s-подуровня распариваются, и один электрон переходит на p-подуровень.

Алюминий получают путем электролиза расплава Al2O3 в криолите (Na3AlF6). Галлий, индий и
таллий получают схожим образом – методом электролиза их оксидов и солей.

  • Реакции с неметаллами
  • При комнатной температуре реагирует с галогенами (кроме фтора) и кислородом, покрываясь при этом оксидной пленкой.

    Al + O2 → Al2O3 (снаружи Al покрыт оксидной пленкой – Al2O3)

    Al + Br2 → AlBr3 (бромид алюминия)

    При нагревании алюминий вступает в реакции с фтором, серой, азотом и углеродом.

    Al + F2 → (t) AlF3 (фторид алюминия)

    Al + S → (t) Al2S3 (сульфид алюминия)

    Al + N2 → (t) AlN (нитрид алюминия)

    Al + C → (t) Al4C3 (карбид алюминия)

    Карбид алюминия

  • Реакции с кислотами и щелочами
  • Алюминий проявляет амфотерные свойства (греч. ἀμφότεροι – двойственный), вступает в реакции как с кислотами, так и с основаниями.

    Al + HCl → AlCl3 + H2

    Al + H2SO4(разб.) → Al2(SO4)3 + H2↑

    Al + H2SO4(конц.) → (t) Al2(SO4)3 + SO2↑ + H2O

    Al + HNO3(разб.) → (t) Al(NO3)3 + N 2O + H2O

    Al + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] + H2↑ (тетрагидроксоалюминат натрия; поскольку алюминий дан в чистом виде – выделяется водород)

    При прокаливании комплексные соли не образуются, так вода испаряется:

    Na[Al(OH)4] → (t) NaAlO2 + H2O

  • Реакция с водой
  • При комнатной температуре не идет из-за образования оксидной пленки – Al2O3 – на воздухе. Если разрушить оксидную пленку
    нагреванием раствора щелочи или амальгамированием (покрытием металла слоем ртути) – реакция идет.

    Al + H2O → (t) Al(OH)3 + H2↑

    Реакция алюминия с водой

  • Алюминотермия
  • Алюминотермия (лат. Aluminium + греч. therme – тепло) – способ получения металлов и неметаллов, заключающийся в восстановлении их оксидов
    алюминием. Температуры при этом процессе могут достигать 2400°C.

    С помощью алюминотермии получают Fe, Cr, Mn, Ca, Ti, V, W.

    Fe2O3 + Al → (t) Al2O3 + Fe

    Cr2O3 + Al → (t) Al2O3 + Cr

    MnO2 + Al → (t) Al2O3 + Mn

    Алюминотермия

    Оксид алюминия

    Оксид алюминия получают в ходе взаимодействия с кислородом – на воздухе алюминий покрывается оксидной пленкой. При нагревании гидроксид
    алюминия, как нерастворимое основание, легко разлагается на оксид и воду.

    Al + O2 → Al2O3

    Al(OH)3 → (t) Al2O3 + H2O↑

    Проявляет амфотерные свойства: реагирует и с кислотами, и с основаниями.

    Al2O3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O

    Al2O3 + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] (тетрагидроксоалюминат натрия)

    Al2O3 + NaOH → (t) NaAlO2 + H2O (алюминат натрия)

    Al2O3 + Na2O → (t) NaAlO2

    Комплексные соли

    Гидроксид алюминия

    Гидроксид алюминия получают в ходе реакций обмена между растворимыми солями алюминия и щелочами. В результате гидролиза солей алюминия
    часто выпадает белый осадок – гидроксид алюминия.

    AlBr3 + LiOH → Al(OH)3↓ + LiBr

    Al(NO3)3 + K2CO3 → KNO3 + Al(OH)3↓ + CO2 (двойной гидролиз:
    Al(NO3)3 гидролизуется по катиону, K2CO3 – по аниону)

    Al2S3 + H2O → Al(OH)3↓ + H2S↑

    Проявляет амфотерные свойства. Реагирует и с кислотами, и с основаниями. Вследствие нерастворимости гидроксид алюминия не реагирует с солями.

    Al(OH)3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O

    Al(OH)3 + LiOH → Li[Al(OH)4] (при избытке щелочи будет верным написание – Li3[Al(OH)6] –
    гексагидроксоалюминат лития)

    Алюминий

    © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

    Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
    (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
    без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
    обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

    Источник

    1. Положение алюминия в периодической системе химических элементов
    2. Электронное строение алюминия 
    3. Физические свойства
    4. Нахождение в природе
    5. Способы получения
    6. Качественные реакции
    7. Химические свойства
    7.1. Взаимодействие с простыми веществами
    7.1.1. Взаимодействие с галогенами
    7.1.2. Взаимодействие с серой 
    7.1.3. Взаимодействие с фосфором
    7.1.4. Взаимодействие с азотом
    7.1.5. Взаимодействие с углеродом
    7.1.6. Горение
    7.2. Взаимодействие со сложными веществами
    7.2.1. Взаимодействие с водой
    7.2.2. Взаимодействие с минеральными кислотами
    7.2.3. Взаимодействие с серной кислотой
    7.2.4. Взаимодействие с азотной кислотой
    7.2.5. Взаимодействие с щелочами
    7.2.6. Взаимодействие с окислителями

    Оксид алюминия 
     1. Способы получения
     2. Химические свойства
    2.1. Взаимодействие с основными оксидами
    2.2. Взаимодействие с основаниями
    2.3. Взаимодействие с водой
    2.4. Взаимодействие с кислотными оксидами
    2.5. Взаимодействие с кислотами
    2.6. Взаимодействие с восстановителями
    2.7. Вытеснение более летучих оксидов из солей

    Гидроксид алюминия 
     1. Способы получения
     2. Химические свойства
    2.1. Взаимодействие с кислотами
    2.2. Взаимодействие с кислотными оксидами
    2.3. Взаимодействие с щелочами 
    2.4. Разложение при нагревании

    Соли алюминия 

    Бинарные соединения алюминия

    Алюминий

    Положение в периодической системе химических элементов

    Алюминий расположены в главной подгруппе III группы  (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

    Электронное строение алюминия и свойства 

    Электронная конфигурация  алюминия в основном состоянии:

    +13Al 1s22s22p63s23p1     1s Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия   2s Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия  2p Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия   3s Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия  3p Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Электронная конфигурация  алюминия в возбужденном состоянии:

    +13Al* 1s22s22p63s13p2   1s Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия   2s Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия  2p Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия   3s Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия  3p Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

    Физические свойства 

    Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

    Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Температура плавления 660оС, температура кипения 1450оС, плотность алюминия 2,7 г/см3.

    Нахождение в природе

    Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре  — около 8%.

    В природе алюминий встречается в виде соединений:

    Бокситы Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3) — гидрат оксида алюминия.

    Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Корунд Al2O3. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

    Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Способы получения 

    Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970оС) Na3AlF6, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

    Al2O3 → Al3+ + AlO33-

    На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

    Катод:  Al3+ +3e → Al0

    На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

    Анод: 4AlO33- — 12e → 2Al2O3 + 3O2

    Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

    2Al2O3 → 4Al + 3O2

    Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

    AlCl3 + 3K → 4Al + 3KCl

    Качественные реакции

    Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами. При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

    Например, хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

    AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl

    Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]

    Обратите внимание,  если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

    AlCl3 + 4NaOH = Na[Al(OH)4] + 3NaCl

    Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также выпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

    AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl

    Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3 ↓ + 3NH4+

    Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

    Химические свойства

    1. Алюминий – сильный восстановитель. Поэтому он реагирует со многими неметаллами.

    1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

    2Al  +  3I2  → 2AlI3

    1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

    2Al  +  3S  → Al2S3

    1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

    Al + P → AlP

    1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000оС с образованием нитрида:

    2Al +N2 → 2AlN

    1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

    4Al + 3C → Al4C3

    1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

    4Al + 3O2 → 2Al2O3

    Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

    2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

    2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти.  Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

    Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки. А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

    2Al0 + 6H2+O → 2Al+3(OH)3 + 3H20

    Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути (II):

    3HgCl2 + 2Al → 2AlCl3 + 3Hg

    Видеоопыт  взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

    2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

    Например, алюминий бурно реагирует с соляной кислотой:

    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑

    2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

    2Al + 6H2SO4(конц.) → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

    2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

    С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

    10Al + 36HNO3 (разб) → 3N2 + 10Al(NO3)3 + 18H2O

    При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

    8Al + 30HNO3(оч.разб.) →  8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

    2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами. При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

    2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑

    Какое химическое свойство характерно для оксида алюминия

    Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

    Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

    2Al + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2 ↑

    Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

    2Al + 6NaOH → NaAlO2 + 3H2↑ + Na2O

    2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов. Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия.

    Например, алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

    2Al + 3CuO → 3Cu + Al2O3

    Еще пример: алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

    8Al  +  3Fe3O4 →  4Al2O3  +  9Fe

    Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

    2Al  +  3Na2O2  → 2NaAlO2   +  2Na2O

    8Al  +  3KNO3 +  5KOH  +  18H2O →  8K[Al(OH)4]     +  3NH3

    10Al   +  6KMnO4  +  24H2SO4  → 5Al2(SO4)3  +  6MnSO4  +  3K2SO4  +  24H2O

    2Al  +  NaNO2 +  NaOH  +  5H2O →  2Na[Al(OH)4]  +  NH3

    Al   +  3KMnO4  +  4KOH →  3K2MnO4  +  K[Al(OH)4]  

    4Al  +  K2Cr2O7 → 2Cr   +  2KAlO2   +   Al2O3

    Оксид алюминия

    Способы получения

    Оксид алюминия можно получить различными методами:

    1. Горением алюминия на воздухе: 

    4Al + 3O2 → 2Al2O3

    2. Разложением гидроксида алюминия при нагревании:

    2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

     3. Оксид алюминия можно получить разложением нитрата алюминия:

    4Al(NO3)3 → 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2

    Химические свойства

    Оксид алюминия — типичный амфотерный оксид. Взаимодействует с кислотными и основными оксидами, кислотами, щелочами.

    1. При взаимодействии оксида алюминия с основными оксидами образуются соли-алюминаты.

    Например, оксид алюминия взаимодействует с оксидом натрия:

    Na2O  +  Al2O3  → 2NaAlO2

    2. Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются солиалюминаты, а в растворе – комплексные соли. При этом оксид алюминия проявляет кислотные свойства.

    Например, оксид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием алюмината натрия и воды:

    2NaOH  +  Al2O3  → 2NaAlO2 +  H2O

    Оксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

    Al2O3  +  2NaOH +  3H2O →  2Na[Al(OH)4]

    3. Оксид алюминия  не взаимодействует с водой.

    4. Оксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами (сильных кислот). При этом образуются соли алюминия. При этом оксид алюминия проявляет основные свойства.

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

    Al2O3 + 3SO3 → Al2(SO4)3

    5. Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием средних и кислых солей.

    Например, оксид алюминия реагирует с серной кислотой:

    Al2O3  +  3H2SO4  → Al2(SO4)3  +  3H2O

    6. Оксид алюминия проявляет слабые окислительные свойства.

    Например, оксид алюминия реагирует с гидридом кальция с образованием алюминия, водорода и оксида кальция:

    Al2O3  +  3CaH2 → 3CaO  +  2Al  +  3H2

    Электрический ток восстанавливает алюминий из оксида (производство алюминия):

    2Al2O3  → 4Al + 3O2

    7. Оксид алюминия — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

    Например, из карбоната натрия:

    Al2O3  +  Na2CO3 → 2NaAlO2  +  CO2

    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:

    AlCl3 + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl

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

    Na[Al(OH)4] + СО2 = Al(OH)3 + NaНCO3 

    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:

    AlCl3 + 3KOH(недост) = Al(OH)3↓+ 3KCl

    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:

    2AlBr3  +  3Na2CO3  + 3H2O  =  2Al(OH)3↓  +  CO2↑ +  6NaBr

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

    2AlCl3  +  3Na2S  +  6H2O  =  2Al(OH)3  +  3H2S↑  +  6NaCl

    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:

    Al(OH)3 + 3HNO3 → Al(NO3)3 + 3H2O

    Al(OH)3  +  3HCl →  AlCl3  +  3H2O

    2Al(OH)3  +  3H2SO4  → Al2(SO4)3  +  6H2O

    Al(OH)3  +  3HBr →  AlBr3  +  3H2O

    2. Гидроксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот.

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

    2Al(OH)3 + 3SO3 → Al2(SO4)3 + 3H2O

    3. Гидроксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При