Реши задание на изображении
Краткий ответ
Нумерация в каждой цепочке своя.
- Цинк: \(X_1=K_2[Zn(OH)_4]\).
- Бериллий: в обеих ветках конечный продукт \(K_2[Be(OH)_4]\), то есть \(X=K_2[Be(OH)_4]\).
- Алюминий:
\[ X_1=Al(OH)_3,\quad X_2=Al_2O_3,\quad X_3=KAlO_2,\quad X_4=K[Al(OH)_4]. \]
Почему так
\(Zn(OH)_2\), \(Be(OH)_2\), \(Al(OH)_3\) — амфотерные гидроксиды. В недостатке щёлочи из соли выпадает осадок гидроксида, а в избытке щёлочи осадок растворяется с образованием растворимого гидроксокомплекса. При сплавлении с твёрдой щёлочью вода не участвует, поэтому образуется безводная соль — например, метаалюминат \(KAlO_2\).
Уравнения
1. Цинк
\[ 2Zn+O_2\to 2ZnO \]
\[ ZnO+2KOH+H_2O\to K_2[Zn(OH)_4] \]
Получение \(ZnCl_2\):
\[ ZnO+2HCl\to ZnCl_2+H_2O \]
Если у вас стрелка идёт от металла, то подойдёт \(Zn+2HCl\to ZnCl_2+H_2\).
\[ ZnCl_2+4KOH_{\text{изб}}\to K_2[Zn(OH)_4]+2KCl \]
Значит, \(X_1=K_2[Zn(OH)_4]\).
2. Бериллий, первая цепочка
\[ Be+2HCl\to BeCl_2+H_2 \]
\[ BeCl_2+2KOH\to Be(OH)_2\downarrow+2KCl \]
\[ Be(OH)_2+2KOH_{\text{изб}}\to K_2[Be(OH)_4] \]
3. Бериллий, вторая цепочка
\[ 2Be+O_2\to 2BeO \]
\[ BeO+H_2SO_4\to BeSO_4+H_2O \]
\[ BeSO_4+2KOH\to Be(OH)_2\downarrow+K_2SO_4 \]
\[ Be(OH)_2+2KOH_{\text{изб}}\to K_2[Be(OH)_4] \]
То есть \(X=K_2[Be(OH)_4]\).
4. Алюминий
\[ 4Al+3O_2\to 2Al_2O_3 \]
\[ Al_2O_3+6HNO_3\to 2Al(NO_3)_3+3H_2O \]
\[ Al(NO_3)_3+3KOH_{\text{нед}}\to Al(OH)_3\downarrow+3KNO_3 \]
\[ Al(OH)_3+3KOH_{\text{изб}}\to K[Al(OH)_4] \]
\[ 2Al(OH)_3\xrightarrow{t}Al_2O_3+3H_2O \]
\[ Al_2O_3+2KOH+3H_2O\to 2K[Al(OH)_4] \]
\[ Al_2O_3+2KOH\xrightarrow{t}2KAlO_2+H_2O \]
Поэтому:
\[ X_1=Al(OH)_3,\quad X_2=Al_2O_3, \] \[ X_3=KAlO_2,\quad X_4=K[Al(OH)_4]. \]
В растворе алюминат часто записывают как \(K[Al(OH)_4]\), а безводную соль — как \(KAlO_2\).
Проверка
Например, в реакции
\[ Al_2O_3+2KOH+3H_2O\to 2K[Al(OH)_4] \]
слева и справа: \(Al\) 2 и 2, \(K\) 2 и 2, \(O\) 8 и 8, \(H\) 8 и 8. Уравнение сбалансировано.
