«Металлы»

Этот опыт проводится на уроке № 21 (см. тематическое планирование 9 класс) по теме «Соединения алюминия».

Цель опыта:

изучить химические свойства солей алюминия

Форма проведения опыта:

фронтальная (демонстрационный эксперимент).

Реактивы и оборудование:

Na, 10 % раствор сульфата (хлорида) алюминия, фенолфталеин; пробирки, кристаллизатор.

Ход опыта:

В кристаллизатор с раствором хлорида алюминия и несколькими каплями фенолфталеина поместить небольшой кусочек натрия.

Наблюдения: выделение пузырьков газа, розово-малиновое окрашивание раствора и осадка белого цвета.

Учитель: натрий – это более активный металл, чем алюминий. Следовательно, натрий должен вытеснять алюминий из растворов его солей по уравнению:

3Na + AlCl3 → Al + 3NaCl

Проблема: Согласно этому уравнению реакции мы не должны наблюдать выделение газа и осадка белого цвета. Кроме того, ни полученное по нашей схеме вещество NaCl, ни исходное вещество AlCl3 не имеет щелочной реакции среды (можно для сравнения предложить раствор хлорида натрия и раствор хлорида алюминия с фенолфталеином). То есть, активный металл натрий не вытесняет менее активный алюминий из растворов его солей?

Учащиеся: натрий активно реагирует с водой растворяющей хлорид алюминия по уравнению: 2Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2↑. Таким образом, мы объясняем выделение газа (водорода).

Учитель: как объяснить выделение осадка? Обратимся к таблице растворимости (растворимость исходных и продуктов).

Учащиеся: все исходные вещества и предполагаемые продукты реакции растворимы в воде.

Учитель: какие ионы имеются в предложенном растворе?

Учащиеся: ионы Na+, OH–, Al3+, Cl–.

Учитель: запишите возможные уравнения реакций взаимодействия между этими ионами:

Учащиеся:

Na+ + OH– → NaOH;

Na+ + Cl– → NaСl;

Al3++ 3Cl– → AlСl3;

Al3++ 3OH– → Al(OH)3↓ .

Таким образом, все вещества находятся в одной пробирке, следовательно, вступать во взаимодействие могут не только исходные вещества, но и продукты их взаимодействия.

Учитель: запишем оба уравнения и суммируем их:

2Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2↑

3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3↓ + 3NaCl

Суммарно: Na + AlCl3 + H2O → Al(OH)3↓ + NaCl + H2↑

Расставим коэффициенты методом электронного баланса:

Na0 + AlCl3 + H+2O → Al(OH)3↓ + Na+Cl + H20 ↑

Na0 – е– → Na+ 2

2 H+ + 2 е– → H20 1

2Na0 + AlCl3 + H+2O → Al(OH)3↓ + 2Na+Cl + H20 ↑