ГДЗ по химии 9 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 171

   Схема распределения электронов в атоме алюминия:
   ₁₃Al 2ē, 8ē, 3ē

   Алюминий сразу после его открытия привлёк химиков своей красотой и лёгкостью. Внешне он походит на серебро, примерно в три раза легче железа и меди. Алюминий очень пластичный металл: можно прокатать его в тонкую фольгу, сделать из него тончайшие украшения, придать ему нужную форму. Вот только прочность чистого алюминия невелика, но его сплавы с другими металлами заметно прочнее. Уже созданы сплавы алюминия с прочностью, в десять раз превышающей прочность стали.
   Каждый держал в руках изделия из этого серебристо белого, лёгкого, сравнительно мягкого металла, будь то посуда, электропровод, проволока или фольга. Такое широкое использование алюминия и его сплавов объясняется сочетанием практически полезных свойств: высокой электропроводности, теплопроводности, пластичности, устойчивости к воздействию влаги и воздуха, нетоксичности, лёгкости механической обработки и главное — малой плотности. Сейчас ежегодно в мире получают около 60 млн т алюминия.
   Алюминий используют для изготовления проводов линий электропередачи, алюминиевых труб для нефтяной промышленности. Если поверхность алюминия отполировать, она становится блестящей. Это свойство металла используют для производства зеркал, прожекторов, мощных отражателей.
   Пластичность и нетоксичность алюминия лежат в основе его использования в производстве различных упаковочных материалов для пищевых продуктов. Вспомните хотя бы алюминиевую фольгу для обёртки шоколада или приготовления пищи, алюминиевые банки для прохладительных напитков, крышки пластиковых баночек с йогуртом.
   Большая часть производимого алюминия идёт на получение сплавов. Благодаря лёгкости и прочности их широко используют в авиационной и космической промышленности. Недаром алюминий называют крылатым металлом.
   Способность порошка алюминия гореть ослепительным пламенем используют в пиротехнике — производстве бенгальских огней, салютов, фейерверков.

   В алюминии сочетаются свойства типичных металлов и некоторые особенности, свойственные металлам, образующим амфотерные оксиды и гидроксиды. В электрохимическом ряду напряжений он расположен следом за щелочноземельными металлами. Однако на воздухе алюминий устойчив, поскольку его поверхность покрывается тонкой и очень прочной оксидной плёнкой, которая защищает его от взаимодействия с компонентами воздуха и водой:

   4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

   Если оксидную плёнку удалить механически или с помощью кислоты, алюминий способен медленно реагировать с водой:

   2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₂ + 3H₂↑

   Помимо кислорода, алюминий реагирует с большинством неметаллов, образуя бинарные соединения:

   Алюминий легко реагирует с кислотами — соляной и разбавленной серной:

   2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑
   2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

   Однако с концентрированными серной, азотной и фосфорной кислотами алюминий при комнатной температуре не взаимодействует. Дело здесь также в образовании плотной защитной оксидной плёнки на поверхности металла.
   Алюминий способен вытеснять менее активные металлы не только из растворов солей, но и из оксидов:

   2Al + 3CuCl₂ = 2AlCl₃ + 3Cu

   Он реагирует со щелочами с образованием комплексных солей и выделением водорода:
   2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂↑

а) Al → Al₂(SO₄)₃ → Al(OH)₃ → Al₂O₃ → Al(NO₃)₃
    2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
    2Al + 6H⁺ + 3SO₄²⁻ = 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻ + 3H₂↑
    2Al + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂↑

    Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄
    2Al³⁺ + 3SO₄²⁻ + 6Na⁺ + 6OH⁻ = 2Al(OH)₃↓ + 6Na⁺ + 3SO₄²⁻
    2Al³⁺ + 6OH⁻ = 2Al(OH)₃↓

    Al₂O₃ + 6HNO₃ = 2Al(NO₃)₃ + 3H₂O
    Al₂O₃ + 6H⁺ + 6NO₃⁻ = 2Al³⁺ + 6NO₃⁻ + 3H₂O
    Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O

б) Al → AlCl₃ → Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃

    AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl
    Al³⁺ + 3Cl⁻ + 4Na⁺ + 4OH⁻ = Na⁺ + [Al(OH)₄]⁻ + 3Na⁺ + 3Cl⁻
    Al³⁺ + 4OH⁻ = [Al(OH)4]⁻

    Na[Al(OH)₄] + CO₂ = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃
    Na⁺ + [Al(OH)₄]⁻ + CO₂ = Al(OH)₃↓ + Na⁺ + HCO³⁻
    [Al(OH)₄]⁻ + CO2 = Al(OH)3↓ + HCO³⁻

    2Al(OH)₃↓ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O
    2Al(OH)₃↓ + 6H⁺ + 3SO₄²⁻ = 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻ + 6H₂O
    2Al(OH)₃↓ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 6H₂O

   При добавлении к концентрированному раствору щёлочи небольшого количества раствора сульфата алюминия не выпадает осадок гидроксида алюминия, так как оно является амфотерным соединением.
   Получить студневидный осадок этого нерастворимого в воде вещества можно добавлением щёлочи к раствору соли металла:

   Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄

   При проведении этой реакции следует избегать добавления избытка щёлочи, потому что в этом случае полученный осадок вновь растворится:

      Сообщение на тему: «История открытия алюминия, его свойства и применение»
   История алюминия началась задолго до того, как его смогли получить в чистом виде. Ещё в древности люди использовали соединения алюминия –например, квасцы (на латыни alumen — «вяжущий»), которые применяли для протравливания тканей при окрашивании и в медицине. Но сам металл долго оставался тайной: он очень активен и в природе встречается только в виде соединений — чаще всего в глине, бокситах, минералах вроде корунда.
   Первые серьёзные попытки выделить металл предпринял английский химик Хэмфри Дэви в начале XIX века — он даже дал ему название «алюминий», но получить чистый образец не смог. Настоящий прорыв случился в 1825 году, когда датский физик Ханс Кристиан Эрстед сумел выделить крошечное количество металла, проведя реакцию с амальгамой калия. Позже немецкий химик Фридрих Вёлер усовершенствовал метод и смог получить алюминий в виде порошка, а затем и небольших шариков.
   Долгое время алюминий был невероятно дорогим — дороже золота. Из него делали украшения и предметы роскоши: например, для Наполеона III изготовили алюминиевые столовые приборы, которыми пользовались только на торжественных обедах для самых почётных гостей. Остальные гости ели с серебряных приборов.
   Ситуация изменилась в середине XIX века, когда французский химик Анри Сент Клер Девиль нашёл более дешёвый способ производства, заменив дорогой калий на натрий. Но настоящий переворот произошёл в 1886 году: независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру разработали метод электролиза расплава глинозёма в криолите. Именно этот способ до сих пор лежит в основе промышленного производства алюминия. Чуть позже, в 1889 году, австрийский инженер Карл Байер придумал эффективный способ получения глинозёма из бокситов — так алюминий стал доступным и массовым металлом.

   Алюминий — это лёгкий серебристо белый металл, который занимает третье место по распространённости в земной коре (после кислорода и кремния). У него есть целый набор свойств, сделавших его незаменимым в промышленности:
   Лёгкость. Плотность алюминия — около 2,7 г/см³, то есть он примерно в три раза легче железа. Это критически важно там, где каждый килограмм на счету — например, в авиации.
   Пластичность. Металл легко прокатывают в тончайшую фольгу или вытягивают в проволоку. Из него можно штамповать посуду, банки, сложные детали.
   Тепло- и электропроводность. Алюминий хорошо проводит тепло и электрический ток. По электропроводности он уступает только серебру, меди и золоту, но при этом намного легче меди — поэтому его активно используют в линиях электропередач.
   Коррозионная стойкость. На воздухе алюминий мгновенно покрывается тончайшей, но очень прочной плёнкой оксида (Al₂O₃). Эта плёнка надёжно защищает металл от дальнейшего окисления и воздействия влаги. Именно поэтому алюминиевые изделия служат долго и не ржавеют.
   Амфотерность. Алюминий и его соединения (например, оксид и гидроксид) могут реагировать и с кислотами, и со щелочами — это редкое и полезное свойство в химии.
   Высокая химическая активность при отсутствии плёнки. Если удалить оксидную плёнку (например, с помощью амальгамирования), алюминий становится очень активным: он бурно реагирует с водой, кислотами и даже горит ярким пламенем на воздухе. Это свойство используют в пиротехнике и в алюмотермии — способе получения других металлов из их оксидов.

   Сегодня алюминий используют практически во всех сферах жизни — от космоса до кухни.
   Авиация и космонавтика. Из за лёгкости и прочности алюминиевые сплавы стали основой самолётостроения. Их называют «крылатыми металлами». В космических аппаратах алюминий ценят за сочетание малого веса и способности выдерживать перепады температур.
   Строительство. Алюминиевые профили применяют для окон, дверей, фасадов, каркасов зданий. Они не ржавеют, долго служат и позволяют создавать лёгкие, но прочные конструкции.
   Транспорт. В автомобилях алюминий используют для кузовов, двигателей, радиаторов — это снижает вес машины и экономит топливо. Из него делают корпуса судов, вагоны поездов, велосипеды.
   Электротехника. Провода, кабели, обмотки трансформаторов и двигателей часто делают из алюминия: он дешевле меди и легче её, а проводимость у него достаточно высокая.
   Упаковка и пищевая промышленность. Алюминиевая фольга, банки для напитков, контейнеры для еды — всё это удобно, безопасно и герметично. Металл не влияет на вкус продуктов, защищает их от света и влаги, а ещё его можно бесконечно перерабатывать.
   Химическая промышленность. Алюминий устойчив ко многим агрессивным средам, поэтому из него делают ёмкости, трубопроводы, теплообменники. Кроме того, соединения алюминия (например, сульфат алюминия) используют для очистки воды на водоочистных станциях: они помогают взвешенным частицам слипаться и оседать.    Быт. Посуда, столовые приборы, корпуса бытовой техники, элементы мебели — алюминий окружает нас повсюду.
   Пиротехника и металлургия. Порошок алюминия даёт яркое белое пламя, поэтому его добавляют в составы для фейерверков. В металлургии алюминий используют как сильный восстановитель — например, для получения хрома, марганца, ванадия или для «раскисления» стали (удаления из неё лишнего кислорода).
   Таким образом, путь алюминия от редкого и драгоценного металла до одного из самых массовых и востребованных материалов — это история научного поиска, технологических прорывов и постоянного расширения сфер применения. Сегодня без алюминия невозможно представить современную промышленность, транспорт, строительство и даже повседневную жизнь.

   Сульфат алюминия широко применяют на водоочистных станциях для очистки воды, которая подаётся в водопроводную сеть. Раствором этой соли пропитывают ткани перед окрашиванием, чтобы краситель прочно удерживался на волокнах. Такую обработку называют протравливанием, а сульфат алюминия — протравой.