ВсОШ 2024, 10 класс, №10-1

Золотая середина

Металлы и обычно встречаются в земной коре в близких по составу мышьяковосульфидных рудах. Несмотря на близость в Периодической системе, свойства этих металлов достаточно сильно отличаются. Они образуют сульфиды и аналогичного состава, в которых массовая доля серы различается на ‰. Оксид напрямую образуется при обжиге чёрного сульфида (р-ция . В то время как для получения оксида с аналогичной брутто-формулой требуется значительно большее число стадий исходя из чёрного сульфида . Его обжиг приводит к образованию наиболее устойчивого оксида – соединения (р-ция . Оно легко растворяется в соляной кислоте с образованием окрашенного раствора вещества (рция , при добавлении к которому смеси гипохлорита и гидроксида натрия образуется чёрный осадок (р-ция , который при осторожном нагревании разлагается до оксида (р-ция . При растворении оксида в концентрированной соляной кислоте происходит выделение жёлто-зелёного газа и образуется интенсивно-синий раствор соединения (р-ция . При добавлении к нему избытка смеси гипохлорита и гидроксида натрия образуется буро-коричневый осадок (р-ция , состав которого аналогичен веществу . Дополнительная информация:

. Нагревание в токе водорода при приводит к потере массы .

. Для анализа состава навеску = мг) растворили в растворе , раствор перенесли в колбу на . На титрование аликвоты мл в среднем ушло мл М раствора Трилона-Б1. Задания:

Установите элементы и .

Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.

Элемент .

Войдите, чтобы проверять ответы

Элемент .

Войдите, чтобы проверять ответы

Определите молекулярные формулы соединений и .

Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Напишите уравнения реакций – .

Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.

В какой цвет окрасится раствор вещества при добавлении избытка гидроксида натрия? Напишите уравнение протекающей р-ции и приведите формулу образующегося вещества .

Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.

Цвет раствора.

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Определите степени окисления и координационные числа всех катионов, входящих в состав . В каком известном структурном типе кристаллизуется это соединение? Динатриевая соль ЭДТА Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.

Первая степень окисления.

Войдите, чтобы проверять ответы

Координационное число для первой степени.

Войдите, чтобы проверять ответы

Вторая степень окисления.

Войдите, чтобы проверять ответы

Координационное число для второй степени.

Войдите, чтобы проверять ответы

Структурный тип.

Войдите, чтобы проверять ответы

Полное решение задачи.

Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.

Фото или PDF, до 20 МБ на файл, до 10 файлов. Ответ проверят вручную.
Войдите, чтобы проверять ответы
Ответ

Решение

Определим элементы и исходя из разности массовых долей серы в сульфидах и одинакового состава. Представим формулы этих веществ в виде и , тогда:
= | | =
|M(Y) M(X)|
= =
+ + Такая крайне небольшая разница массовых долей серы в сульфидах с одинаковой формулой возможна при очень близких молярных массах элементов и M(X) M(Y), расположенных в соседних ячейках Периодической системы. Два соседних элемента, обладающих столь близкими молекулярными массами и одинаковыми степенями окисления в природных сульфидах, могут представлять собой кобальт и никель или пару лантанидов. Однако лантаниды в основном образуют оксидные минералы, в то время как никель и кобальт, напротив, встречаются в мышьяковистых-сернистых рудах. Для никеля характерно образование сульфида в степени окисления , тогда это и . Проверим своё предположение путём расчёта массовой доли серы в этих веществах:
в = =
в = =
= =
Данная разность массовых долей серы в соединениях соответствует условию задачи, поэтому – , – , – , – . При обжиге сульфида кобальта образуется оксид – , состав которого можно определить исходя из потери массы при нагревании оксида в токе водорода. При этом может происходить как частичное (до CоО), так и полное восстановление (до металла):
+ = +
или
+ = +
Потеря массы в первом случае:
= ; х =
во втором:
= ; х =
В первом случае степень окисления кобальта в больше , что не имеет смысла. Во втором – .

Таким образом, при обжиге сульфида двухвалентного кобальта образуется смешанный оксид – , тогда оксид никеля обладает такими же индексами в формуле: – . При окислении сульфида никеля кислородом воздуха при повышенной температуре образуется оксид двухвалентного никеля – . Его растворение в разбавленной соляной кислоте позволяет получить окрашенный раствор хлорида никеля – . Определим молярную массу в расчёте на атом никеля: ) ) = = г⁄моль C(Трилон-Б) Трилон-Б) Если вычесть молярную массу никеля: – г/моль Таким образом, окисление щелочным раствором гипохлорита натрия приводит к образованию метагидроксида трёхвалентного никеля – . При растворении смешанного оксида кобальта в концентрированной соляной кислоте образуется насыщенно-синий раствор тетрахлорокобальтата водорода – . Его окисление с помощью гипохлорита натрия в щелочной среде позволяет получить метагидроксид – . При обработке тетрахлорокобальтата водорода избытком гидроксида натрия образуется окрашенный в интенсивно-синий цвет тетрагидроксокобальтат натрия – . Уравнения реакций :

. + +

. + +

. + +

. + + + +

. + +

. + + +

. + + + +

. + + + или + + + Смешанный оксид кобальта относится к структурному типу прямой (нормальной) шпинели. Один атом кобальта в его составе обладает степенью окисления и находится в тетраэдре из кислородов (КЧ = , в то время как два оставшихся характеризуются степенью окисления и занимают октаэдрические позиции (КЧ = . Причиной этого является большая энергия предпочтения октаэдрического окружения для в сравнении с .

1

Определение элементов и по балла

1
2

Формулы соединений и по балла Формулы соединений , , , по баллу

8
3

Уравнения реакций – по баллу

7
4

Определение формулы вещества – балл Указание на цвет образующегося раствора – балл Уравнение реакции – балл

3
5

Степени окисления и кч – балла Упоминание шпинели – балла

1
Максимум: 20

Похожие задачи

ВсОШ 2026, 9–11 классы, №Н-8

– Да что вы вообще знаете о …? – Я открыл … Наиболее востребованным соединением металла X, происхождение название которого можно описать словосочетанием “dwarf …”, является жёлто-коричневое вещество A со структурой флюорита. Высокотемпературное взаимодействие A с трииодидом алюминия позволяет получи

ВсОШ 2024, 10 класс, №10-2

Элементы Э1 – Э5 одной группы Периодической системы образуют соединения, отвечающие простейшей формуле Э(CH3)n. Все пять соединений сильно летучие, самовоспламеняются на воздухе и бурно реагируют с водой. Некоторые свойства этих соединений представлены в т

ВсОШ 2024, 9–11 классы, №ФХ-3

Кинетика взаимодействия двух газов Необратимое взаимодействие газообразных веществ A и mathrm{B} при температуре 40 {}circmathrm{C} изучалось при общем начальном давлении 100 кПа и различном мольном соотношении реагентов. Полученные данные приведены в таблице: | PA: mathrm{P

ВсОШ 2024, 9 класс, №Н-2

«Разноцветные элементы» Как Вы, конечно, знаете, целый ряд химических элементов можно назвать разноцветными, хотя данное название в итоге дано только одному из них. Ниже в задаче пойдет речь о двух из таких элементов, которые когда-то даже путали друг с другом, в таблице Д.И. Менделеева они соседств