ВсОШ 2024, 9 класс, №9-2
«Улавливай!»
На одном из химических производств лаборанты смастерили газоанализатор, включающий герметичную камеру (заполненную азотом) для прокаливания твердых веществ, соединённую с тремя U-образными трубками, через которые последовательно пропускали продукты разложения исследуемого образца. Содержимое трубок в направлении тока летучих продуктов разложения:
оксид меди , нагреваемый с внешней стороны трубки;
безводный сульфат меди ;
водный раствор гидроксида бария. Продукты разложения в трубках поглощались полностью. Исследовали образцы трёх индивидуальных вещества , и , обнаруженных на стадиях одного производства, и ещё три индивидуальных вещества , и со смежных производств. Для удобства расчетов (слава лаборантам!!!) таблица результатов проведённых измерений пересчитана на одну и ту же массу единственного твердого продукта разложения каждого из шести изученных веществ:
| образец | m(образец), г | трубки , г | трубки , г | m(осадок) трубка , г |
|---|---|---|---|---|
| нет | нет | |||
| нет | ||||
| нет | ||||
| нет | ||||
Вопросы:
Какие наблюдаются изменения внешнего вида содержимого U-образных трубок в этих опытах?
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Определите вещества – , ответ обоснуйте, подтвердите расчётом. Составьте уравнение реакций разложения и (р-ции и .
Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
В промышленности получают из в две стадии, запишите уравнения этих р-ций и . В ответе заполните, пожалуйста, таблицу, в которой указаны формулы определенных вами веществ. Формулы веществ должны отражать не только состав, но и их строение, например, .
После таблицы запишите уравнения реакций – .
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Полное решение задачи.
Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.
Ответ
Решение
. Оксид меди , реагируя с восстановителями, превращается в металл, поэтому в трубке происходит изменение окраски от чёрной до красной (оранжевой, розовой). Безводный сульфат меди поглощает пары воды, его окраска в трубке при этом меняется от белой до синей (голубой). Гидроксид бария даёт осадки с газами либо , при этом прозрачный раствор становится мутнобелым (выпадает белый осадок).
. По условию все продукты разложения поглотились безводным сульфатом меди, следовательно, при разложении выделялась только вода, тогда масса сухого остатка:
m(A) = – = г.
По условию масса во всех опытах одинакова, значит общая потеря массы при разложении составила:
= m(С) – m(A) = г,
тогда на поглощенный продукт пришлось:
= - = – = г.
Предположим, что этим газом был , тогда = / = моль, = / = моль, количества веществ не совпадают, значит, не мог быть продуктом разложения.
Проверим : = / = моль = / = , значит, продукт разложения – это . При разложении = / = моль, т.е. соотношение : = : в газовой смеси (соответствует отщеплению «» от С). Так могут разлагаться гидрокарбонаты: = + + , где – степень окисления металла , обозначим его молярную массу M(M) = , тогда
= / , =>
= m(A) / = / = г/моль, с другой стороны = + , откуда М , при х = – натрий. = , = , для вещества воды в раз больше чем , откуда = . Определим количества и при разложении вещества на моль : = = моль, = = моль.
: : = : :
или = = = – это трона. Она могла служить либо сырьём в производстве, либо образовываться в качестве побочного продукта в методе Сольвэ. = или . Для масса выделившегося газа = – = г, его молярная масса M(газ Е) = / = / = г/моль, а судя по тому что для превращения моль его в требуется атом кислорода = ν(газ Е)), выделившийся газ СО. Соотношение СО : = : , следовательно соль = оксалат натрия. При разложении , как следует из ранее проведенных вычислений, на моль поглотилось моль и моль в результате расходования моль атомов кислорода из трубки . Следовательно, состав
«» = «» + «» + «» - «» = «»,
простейшая формуле или = – формиат натрия. Определим сколько (моль) продуктов поглотилось на моль при разложении :
= / = , = / = ,
ν(O)расх = / = . Формула исходного вещества
«» = «» + «» + «» - «» = «».
Простейшая формула = в которой степень окисления углерода , что соответствует щавелевой кислоте, отделим оксалат-анион от формулы и проанализируем остаток:
«»«» «»«»«»«»
– моногидрат гидрооксалата натрия.
| --- | --- | --- | |
Уравнение разложения троны:
= +
и вещества :
= + + температура разложения щавелевой кислоты ниже чем , поэтому вариант с отгонкой недопустим, как и вариант с образованием муравьиной кислоты по той же самой причине.
. Формиат натрия получают при в реакции СО + (безводный) при давлении атм:
+ = , – каустическую соду получают из соды действием :
+ = , раствор после отделения осадка упаривают и кристаллизуют щёлочь.