Оксид алюминия, или Al₂O₃, является амфотерным оксидом, что означает, что он может реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Рассмотрим каждый из предложенных вариантов взаимодействия:
1) HCl и O₂
Оксид алюминия будет реагировать с соляной кислотой (HCl) с образованием хлорида алюминия и воды. Реакция протекает следующим образом:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O} ]
Что касается взаимодействия с кислородом (O₂), то оксид алюминия уже является достаточно стабильным соединением и не будет реагировать с кислородом при обычных условиях.
2) KOH и H₂O
При взаимодействии с гидроксидом калия (KOH) оксид алюминия образует тетрагидроксоалюминат калия. Реакция протекает следующим образом:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{KOH} + 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{K[Al(OH)}_4] ]
Вода (H₂O) в данном случае играет роль растворителя, и сама по себе с оксидом алюминия не реагирует без присутствия сильных кислот или оснований.
3) HCl и KOH
В этом случае HCl и KOH будут реагировать между собой, а не с оксидом алюминия. Это классическая реакция нейтрализации, в результате которой образуется хлорид калия и вода:
[ \text{HCl} + \text{KOH} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O} ]
Оксид алюминия в данной реакционной паре не участвует.
4) NaNO₃ и H₂SO₄
Оксид алюминия не будет напрямую реагировать с нитратом натрия (NaNO₃) или серной кислотой (H₂SO₄) при обычных условиях. Однако в присутствии концентрированной серной кислоты и при высоких температурах, возможно образование сульфата алюминия:
[ \text{Al}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{H}_2\text{O} ]
Нитрат натрия в данной реакции не принимает участия в образовании продуктов с оксидом алюминия.
Таким образом, оксид алюминия проявляет свою амфотерность, реагируя с кислотами и основаниями, но не взаимодействует с каждым из предложенных веществ.