ВсОШ 2024, 9 класс, №9-3
Химия металла необычна. Он растворяется в растворах кислот, щелочей и даже в растворе (р-ция . Из полученного раствора может быть выделена cоль со структурой сульфата калия. Для получения безводной соли используют следующую методику: простое вещество хлорируют при нагревании (р-ция , в результате образуется вещество . Далее при взаимодействии с жидким при н.у. получают (р-ция , нагревая которое в вакууме до получают (р-ция . Стоит отметить, что повышение температуры до приводит к образованию молекулярного вещества и газообразного (р-ция . При упаривании раствора воде, кристаллизуется . При нагревании этого вещества не удается получить безводный , вместо этого при протекает р-ция , потеря массы в которой составляет . Действием безводной кислоты на вещество , можно получить безводную среднюю соль . При действии безводной кислоты на гидроксид образуется вещество , строение которого аналогично (р-ция . также образуется при термическом разложении (потеря массы (р-ция .
Дополнительная информация:
. Кислота с характерным запахом в газовой фазе присутствует преимущественно в виде димеров;
. Бесцветная жидкость может быть получена при конденсации бурого бинарного газа ;
. – кислая аммонийная соль слабой одноосновной кислоты;
. Из мг можно получить не более г . Вопросы:
Определите вещества – , ответ обоснуйте!
Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Запишите уравнения реакций – .
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Изобразите структуры веществ и в газовой фазе;
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Соединения металла при попадании в лёгкие человека вызывают болезнь, назовите её.
Полное решение задачи.
Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.
Ответ
Решение
. Решение задачи логично начать с определения веществ и . Под описание (окраска и агрегатные состояния) подходит бурый диоксид азота и его бесцветный димер, который при н.у. существует в виде жидкости – , - . Слабая одноосновная кислота, которая образует кислые соли – это , которая способна образовывать анионы . Тогда вещество – это . Далее, для определения загаданного элемента, можно воспользоваться несколькими путями. Во-первых, исходя из информации об идентичности структур сульфата калия и соли , а также из описания получения , нетрудно догадаться, что это соединение состава (тетраэдрическое окружение в анионе, как в сульфат-ионе, и два катиона, как в составе сульфата калия). Далее, используя информация об амфотерности металла становится очевидно, что речь идет о соединениях бериллия. Во-вторых, бериллий можно определить из пункта дополнительной информации. Определив диоксид азота, его жидкий димер и опираясь на методику синтеза безводного , можно понять, что – безводный нитрат металла , - безводный хлорид , а вещество – комплексное соединение, состоящее из нитрозил-катионов и нитратометаллат-аниона. Также формально можно представить как аддукт безводного нитрата и , тогда можно представить как . Известно, что из мг можно получить не более г . Значит массовая доля металла в :
Х = = =
М(Х) = ,
Значение не превышает , также не может принимать очень больших значений, т.к. – «сольват» при разложении которого образуется газ . Перебирая и , при и = находим М(Х) = (бериллий); при и = М(Х) =
(бор). Других разумных вариантов нет. В задаче явно указано, что – металл, значит – бериллий. В-третьих, бериллий можно определить из потери массы при разложении гидрата нитрата, предполагая, что степень окисления металла в нитрате и оксиде совпадает:
= + + + ,
где – степень окисления металла. Тогда,
= ,
M(X) = + ( – = ,
при = M(X) г/моль. Итак, – , - , - . Из дополнительной информации можно предположить, что кислота с характерным запахом – это карбоновая кислота, так как карбоновые кислоты, способны образовывать димеры в газовой фазе за счет водородных связей. Cудя по описанному методу получения – это соль бериллия кислоты . При взаимодействии с кислотой и при разложении образуется одно и тоже молекулярное вещество:
= +
Потеря массы связана с удалением ангидрида:
= , откуда M(R) = г/моль, что соответствует = тогда – , - . Фрагмент, характерный для соединений бериллия, который содержится в оксоацетате – тетраэдрическая группировка Ве с атомом кислорода в центре . Таким образом - .
| Обозначение | Формула |
|---|---|
. Уравнения реакций:
+ = +
+ =
+ = +
= +
= + +
= + + +
+ = +
= +
. Строение и в газовой фазе:
. Болезнь = «бериллиоз»