Такого общего правила нет. Общее правило для щелочей: они реагируют с кислотами и кислотными оксидами. Щелочи не реагируют с типичными широко известными неметаллами - водородом, кислородом, азотом, серой. Некоторые неметаллы диспропорционируют в щелочах, но в принципе, это происходит и в воде. Вот некоторые примеры.
Хлор и другие галогены (VII группа)
в холодной воде Cl₂ + 2 KOH = KCl + KClO + H₂O KCl - хлорид калия, степень окисления хлора -1 KClO - гипохлорит калия, степень окисления хлора +1
в горячей воде 3 Cl₂ + 6 KOH = 5 KCl + KClO₃ + 3 H₂O KClO₃ - хлорат калия, степень окисления хлора +5
Сера (VI группа) Выше было сказано, что сера не реагирует с с растворами щелочей. Но в расплавленной щелочи сера диспропорционирует:
3 S + 6 KOH (расплав) = K₂SO₃ + 2 K₂S + 3 H₂O K₂SO₃ - сульфит калия, степень окисления серы +4 K₂S - сульфид калия, степень окисления серы -2
Фосфор (V группа) в холодной воде P + 3 KOH + 3 H₂O = PH₃↑ + 3 KPH₂O₂
PH₃ - фосфин, степень окисления фосфора -3, KPH₂O₂ (KH₂PO₂) - гипофосфит (фосфинат) калия - соль одноосновной кислоты HРH₂O₂ (H₃PO₂), в скобках дано более распространенное, но вводящее в заблуждение написание формул - они создают ощущение, что кислота трехосновная. Степень окисления фосфора + 1
в горячей воде 8 P + 9 KOH + 3 H₂O = 5 PH₃ + 3 K₃PO₄ K₃PO₄ - ортофосфат калия, степень окисления фосфора + 5
Кремний (IV группа)
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + H₂ Это уже не диспропорционирование, а простое окисление. Температура должна выше 60°С. На холоду реакция не идет.
Навряд ли можно привести пример, когда неметалл реагирует с щелочью только на холоду и не реагирует при нагревании, ведь нагревание обычно ускоряет химические реакции или делает возможными другие реакции.
Вероятнее всего, при обработке данного сплава щелочью будет растворяться алюминий с выделением водорода и образованием комплексного соединения алюминия, а медь останется нетронутой:
2 Al + 2 NaOH + 6 H₂O = 2 Na[Al(OH)₄] + 3 H₂↑
Поскольку щелочь в избытке, весь алюминий растворился. Значит, количество выделившегося водорода эквивалентно количеству растворившегося алюминия. Согласно уравнению, из 2 моль (2*27 г) алюминия образуется 3 моль (3*22,4 л) водорода. А в нашем случае из х г алюминия получилось 340 мл водорода.
27 г - это масса одного моль алюминия, то есть его молярная масса, 22,4 л - это молярный объем любого газа, то есть объем, занимаемый одним моль любого газа при нормальных условиях (давление 1 атмосфера, температура 0°С (273 К))
2 Al + 2 NaOH + 6 H₂O = 2 Na[Al(OH)₄] + 3 H₂↑ 2*27 г 3*22,4 л х г 340 мл
Составляем пропорцию: 2*27 г 3*22,4 л х г 340 мл
Решаем пропорцию, заодно переходим от мл к л (340 мл = 0,340 л). х = 2*27 г * 340 мл / (3*22,4) л = 2*27 г * 0,340 л / (3*22,4) л = 0,273 г
Масса алюминия в сплаве 0,273 г. Чтобы найти массу меди, нужно из массы сплава отнять массу алюминия: 1 г - 0,273 г = 0,727 г Масса меди в сплаве 0,727 г. Массовая доля вещества в смеси (сплаве, растворе) - это масса этого вещества, деленная на массу смеси (сплава, раствора) Массовая доля алюминия равна 0,273 г / 1 г = 0,273 = 27,3% Массовая доля меди равна 0,727 г / 1 г = 0,727 = 72,7%
Конечно, можно было и не делить на единицу. Это для запоминания определения массовой доли ))
Щелочи не реагируют с типичными широко известными неметаллами - водородом, кислородом, азотом, серой.
Некоторые неметаллы диспропорционируют в щелочах, но в принципе, это происходит и в воде. Вот некоторые примеры.
Хлор и другие галогены (VII группа)
в холодной воде
Cl₂ + 2 KOH = KCl + KClO + H₂O
KCl - хлорид калия, степень окисления хлора -1
KClO - гипохлорит калия, степень окисления хлора +1
в горячей воде
3 Cl₂ + 6 KOH = 5 KCl + KClO₃ + 3 H₂O
KClO₃ - хлорат калия, степень окисления хлора +5
Сера (VI группа)
Выше было сказано, что сера не реагирует с с растворами щелочей.
Но в расплавленной щелочи сера диспропорционирует:
3 S + 6 KOH (расплав) = K₂SO₃ + 2 K₂S + 3 H₂O
K₂SO₃ - сульфит калия, степень окисления серы +4
K₂S - сульфид калия, степень окисления серы -2
Фосфор (V группа)
в холодной воде
P + 3 KOH + 3 H₂O = PH₃↑ + 3 KPH₂O₂
PH₃ - фосфин, степень окисления фосфора -3,
KPH₂O₂ (KH₂PO₂) - гипофосфит (фосфинат) калия - соль одноосновной кислоты HРH₂O₂ (H₃PO₂), в скобках дано более распространенное, но вводящее в заблуждение написание формул - они создают ощущение, что кислота трехосновная. Степень окисления фосфора + 1
в горячей воде
8 P + 9 KOH + 3 H₂O = 5 PH₃ + 3 K₃PO₄
K₃PO₄ - ортофосфат калия, степень окисления фосфора + 5
Кремний (IV группа)
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + H₂
Это уже не диспропорционирование, а простое окисление. Температура должна выше 60°С. На холоду реакция не идет.
Навряд ли можно привести пример, когда неметалл реагирует с щелочью только на холоду и не реагирует при нагревании, ведь нагревание обычно ускоряет химические реакции или делает возможными другие реакции.
2 Al + 2 NaOH + 6 H₂O = 2 Na[Al(OH)₄] + 3 H₂↑
Поскольку щелочь в избытке, весь алюминий растворился. Значит, количество выделившегося водорода эквивалентно количеству растворившегося алюминия. Согласно уравнению, из 2 моль (2*27 г) алюминия образуется 3 моль (3*22,4 л) водорода. А в нашем случае из х г алюминия получилось 340 мл водорода.
27 г - это масса одного моль алюминия, то есть его молярная масса, 22,4 л - это молярный объем любого газа, то есть объем, занимаемый одним моль любого газа при нормальных условиях (давление 1 атмосфера, температура 0°С (273 К))
2 Al + 2 NaOH + 6 H₂O = 2 Na[Al(OH)₄] + 3 H₂↑
2*27 г 3*22,4 л
х г 340 мл
Составляем пропорцию:
2*27 г 3*22,4 л
х г 340 мл
Решаем пропорцию, заодно переходим от мл к л (340 мл = 0,340 л).
х = 2*27 г * 340 мл / (3*22,4) л = 2*27 г * 0,340 л / (3*22,4) л = 0,273 г
Масса алюминия в сплаве 0,273 г.
Чтобы найти массу меди, нужно из массы сплава отнять массу алюминия: 1 г - 0,273 г = 0,727 г
Масса меди в сплаве 0,727 г.
Массовая доля вещества в смеси (сплаве, растворе) - это масса этого вещества, деленная на массу смеси (сплава, раствора)
Массовая доля алюминия равна 0,273 г / 1 г = 0,273 = 27,3%
Массовая доля меди равна 0,727 г / 1 г = 0,727 = 72,7%
Конечно, можно было и не делить на единицу. Это для запоминания определения массовой доли ))