Решение: Генетическая связь веществ алюминия
Сульфат меди(II) прореагировал с алюминием. Полученную соль выделили, растворили в воде и добавили к раствору карбоната натрия. Образовавшийся осадок обработали раствором гидроксида натрия. К раствору полученного вещества добавили избыток серной кислоты. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Решение по шагам
4 шагаАлюминий вытесняет медь из раствора сульфата меди(II), образуются сульфат алюминия и медь.
$$3\mathrm{CuSO_4}+2\mathrm{Al}\rightarrow\mathrm{Al_2(SO_4)_3}+3\mathrm{Cu}$$При добавлении карбоната натрия к раствору сульфата алюминия образуются гидроксид алюминия, углекислый газ и сульфат натрия.
$$\mathrm{Al_2(SO_4)_3}+3\mathrm{Na_2CO_3}+3\mathrm{H_2O}\rightarrow2\mathrm{Al(OH)_3}\downarrow+3\mathrm{CO_2}\uparrow+3\mathrm{Na_2SO_4}$$Амфотерный гидроксид алюминия растворяется в растворе избытка гидроксида натрия с образованием тетрагидроксоалюмината натрия.
$$\mathrm{Al(OH)_3}+\mathrm{NaOH}\rightarrow\mathrm{Na[Al(OH)_4]}$$При добавлении избытка серной кислоты тетрагидроксоалюминат натрия превращается в сульфат алюминия; также образуется сульфат натрия.
$$2\mathrm{Na[Al(OH)_4]}+4\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow\mathrm{Al_2(SO_4)_3}+\mathrm{Na_2SO_4}+8\mathrm{H_2O}$$3$\mathrm{CuSO_4}$ + 2$\mathrm{Al}$ → $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ + 3$\mathrm{Cu}$; $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ + 3$\mathrm{Na_2CO_3}$ + 3$\mathrm{H_2O}$ → 2$\mathrm{Al(OH)_3}$↓ + 3$\mathrm{CO_2}$↑ + 3$\mathrm{Na_2SO_4}$; $\mathrm{Al(OH)_3}$ + $\mathrm{NaOH}$ → $\mathrm{Na[Al(OH)_4]}$; 2$\mathrm{Na[Al(OH)_4]}$ + 4$\mathrm{H_2SO_4}$ → $\mathrm{Al_2(SO_4)_3}$ + $\mathrm{Na_2SO_4}$ + 8$\mathrm{H_2O}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают образование карбоната алюминия вместо гидроксида алюминия и углекислого газа.
Не учитывают амфотерность $\mathrm{Al(OH)_3}$ и не записывают его реакцию с избытком $\mathrm{NaOH}$.
В последней реакции оставляют промежуточный алюминат, хотя серная кислота добавлена в избытке.
Неправильно расставляют коэффициенты в реакции алюминия с сульфатом меди(II).