ВсОШ 2024, 9 класс, №9-1
Электролит – один из важных компонентов аккумулятора. Раствор неорганической соли в полярном апротонном растворителе часто используется в качестве электролита для литий-ионных аккумуляторов. Один из ионов соли имеет октаэдрическую структуру и состоит из элементов малых периодов. Синтез проводили по следующей схеме: бесцветная жидкость реагирует с веществом , образуя и (р-ция . Вещество реагирует с желто-зелёным газом в соотношении к с образованием (р-ция . Далее взаимодействует с с образованием и (р-ция . На заключительной стадии синтеза реагирует с малорастворимой солью лития и при этом получается (р-ция .
Назовите по вещества, являющихся полярными апротонными растворителями и неполярными апротонными растворителями.
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Определите неизвестные вещества, если известно, что в газовой фазе молекулы имеют форму тригональной пирамиды, и – тригональной бипирамиды. Длительное нагревание смеси и , взятых в мольном отношении : , при приводит к образованию в твёрдом остатке соли (р-ция , потеря массы составляет %.
Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Формула .
Напишите уравнения реакций – , а также по одному уравнению реакции , и с избытком раствора гидроксида натрия (реакции – , укажите условия их проведения.
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Изобразите все изомеры вещества . Какой из них наиболее устойчив?
Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.
Полное решение задачи.
Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.
Ответ
Решение
. Апротонные растворители – это вещества, не содержащие или связей, а потому неспособные к образованию гомомолекулярных водородных связей. При этом полярные молекулы являются полярными растворителями, а молекулы с дипольным моментом равным Д - неполярными. Полярными апротонными растворителями являются, например: ацетон, ацетонитрил, дихлорметан, диэтиловый эфир и др. Неполярные апротонные растворители – гексан, бензол, четырёххлористый углерод и др.
. Согласно строению , и , валентность одного из элементов и , в состав входят элементы малых периодов, что позволяет предполагать, что это соединения фосфора. Т.к. в качестве продукта образуется , а в качестве реагента жёлтозелёный газ , атомы хлора входят в состав веществ и . Малорастворимая соль лития – это или фосфат лития и ли фторид. Сам фосфат-анион имеет тетраэдрическое строение и, если – это фосфат лития, трудно предложить какое-то превращение с участием фосфата лития, а вот фторид-ион может принять участие в образовании октаэдрического комплекса. Тогда – фторид лития. При взаимодействии карбоната лития и при нагревании образуется твердый фторид лития. Рассмотрим для удобства смесь моля и моля карбоната лития, тогда масса этой смеси составит 73.891+М(Х)·1моль, а масса фторида лития составит = , где – число моль фторида лития, образовавшегося в реакции. Тогда М(Х) – . Число моль фторида лития должно быть больше , для соединения элементов малого периода трудно ожидать большой молярной массы:
| М(Х), г/моль |
В состав должны входить атомы фтора, фосфора и один атом лития, анион имеет октаэдрическое строение, для М(Х) = г/моль получаем – ,
. Уравнения реакций:
+ = +
+ =
+ = +
+ =
+ = + +
+ = + +
+ 2NaOH(хол) = + + или + 6NaOH(гор) = + +
= + +
. Наибольшей устойчивостью обладает структура, в которой большие атома хлора находятся в экваториальном положении.
