ВсОШ 2024, 11 класс, №11-2

Серебро из глины и основатель Фив


Дополнительная информация:
. Плотность равна , параметры эл. ячейки: = = = Å,
= = =
. Элементы и находятся в n-группе, а и в + 1)-группе таблицы Д.И. Менделеева.
. приняли за индивидуальное соединенине, потому что его «формула» может быть записана как , где и – небольшие простые числа.
. Ион диспропорционирует в водном растворе. При помещении мг в воду после завершения реакции образуется мг осадка (р-ция .
. и изоструктурны.
. Массовая доля в и различается на .
. Для фрагмента структуры тонкими линиями указаны все ближайшие ионные связи отмеченных черного атома и тетраэдра. На фрагменте указаны ближайшие ионные связи ковалентного аниона. Расстояния указаны в Å.
Вопросы:
Вопрос 1. Определите элементы , , , , а также все зашифрованные в условии задачи соединения и частицы. Ответ обоснуйте и, если возможно, подтвердите расчетом. В решении заполните таблицу
Ответ приведите в полном решении в конце задачи.
Вопрос 2. Запишите уравнения реакций – .
Ответ приведите в полном решении в конце задачи.
Вопрос 3. Как и с какими элементами связано название задачи?
Ответ приведите в полном решении в конце задачи.
Вопрос 4. Почему диамагнитно?
Ответ приведите в полном решении в конце задачи.
Полное решение задачи.
Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.
Ответ
Решение
. Начнем решение задачи с подсчета молярной массы (соединение элемента , зная параметры элементарной ячейки и плотность данного соединения:
реагирует с хлором (это можно понять по тексту задачи с замазанным словом «
рируют», а именно по читаемой части -рируют: ФТОрируют, ХЛОрируют, но БРОмируют и т.д.), при этом образуется газ с молярной массой равной / г/моль, то есть предположительно могла пройти реакция с выделением кислорода, например: + = + (С – неизвестный металл из текста задачи) Тогда – (оксид элемента , причем соотношение металл : кислород нам известно по элементарной ячейке В), тогда
M(С) = – ,
что соответствует кадмию, следовательно – , – и – . Из полученных данных можно сразу рассчитать состав , поскольку в его состав входят и в соотношении : соответственно. В условии дана только целая часть массовой доля кадмия в процентах:
= = = =
∶ = : ∶ = :
Т.е. отношение : должно быть в интервале от до . В этот интервал попадает единственное простое число – это , : = : , при подстановке получается, = , тогда = «» или . В интервал рассчитанных соотношений попадают : : = : ; : = : = : ; : = : = : и т.д. Однако такие соотношения сложно принять за стехиометрические. Из условия задачи и описания химии , можно предположить, что речь идет о : . Информация о том, что используется при алкилировании и ацилировании из-за того, что является кислотой Льюиса; . , входящий в состав , находится в в (n+1)-группе таблицы Д.И. Менделеева, причем = (т.к. ранее мы определили кадмий, находящийся в группе с таким номером), тогда речь идет о группе; . Образуется комплексная частица с тетраэдрической геометрией. Далее такое предположение мы подтвердим расчетом, но даже этих фактов достаточно, для обоснованного предположения, что – , – , – . Тогда, – это соединение состава , то есть ион двухзарядный, при этом очевидно, что это не соединение . В кадмий находится в необычной для него степени окисления, которую подозревали в «», т.е. , значит, = (по аналогии с ионом . Подтвердить данное предположение можно, используя массу осадка при диспропорционировании:
= + +
= ммоль
m(Cd) = ~ мг
(что соответствует условию задачи) Более характерно чем для образование катиона для ртути, значит, металл – это ртуть. По условию изоструктурен , поэтому попробуем предположить, что в состав входит ртуть. Найдём молярную массу , предположив, что на моль приходится моль : M(L) < г/моль, что близко к «», НО не нужно забывать, что за кляксой могло быть скрыто и , поэтому попробуем пересчитать молярную массу, округлив долю комплексного аниона до , тогда M(L) > г/моль, в интервал молярных масс от до г/моль попадает – это соединение . За буквами , и скрывались , и , это позволяет предположить, что за буквой скрывается , а не другие металлы группы или . Тогда изоструктурное соединение – это . Наличие фрагмента подтверждается изображением фрагмента структуры с кляксой. Соединение – , предположение, что – это , можно подтвердить расчётом расчетом:
= =
На фрагменте структуры различимы черные атомы в тетраэдрическом окружении и «связанные только ионными связями». Причём число ближайших соседей тетраэдра равно и число ближайших тетраэдров к отмеченному атому тоже рано , значит в структуре они встречаются в соотношении : , и – это . На фрагменте структуры изображено только окружение молекулярного иона при сохранении степеней окисления можно предположить состав – . При взаимодействии протекает окислительно-восстановительная реакция и можно ожидать образование = .
| Обозначение | Формула |
|---|---|
| «» | |
. Уравнения реакций:
+ =
+ + =
+ = +
= + +
. До развития широкомасштабного промышленного электролитического способа получения алюминия из глинозёма этот металл был дороже золота, поэтому в России алюминий назвали в то время «серебром из глины» или, сокращённо, глинием, так как главной составляющей частью глины является глинозём . Кадмий был назван по греческому названию руды, из которой в Германии добывали цинк, — καδμεία. В свою очередь, руда получила своё название в честь Кадма, героя древнегреческой мифологии и легендарного основатель Фив в Беотии.
. Катион должен иметь один неспаренный электрон, однако в частице благодаря наличию ковалентной связи электроны спарены чем и обусловлен диамагнетизм. Список литературы:
. Staffel ., Meyer .: Synthesis crystal structures . Zeitschrift Anorganische Allgemeine Chemie
. Staffel ., Meyer .: distinction gallium(I) tetrachloroaluminate, , from gallium dichloride. Zeitschrift Anorganische Allgemeine Chemie
. Schmidbaur ., Nowak ., Bublak ., Burkert ., Huber ., Muller .: Structure determination crystallized from halobenzene solvents. Zeitschrift Naturforschung, : Journal Chemical Sciences
. Levy, Ellison . "CRYSTAL MOLECULAR STRUCTURE TRIMERCURY CHLOROALUMINATE." CHEMISTRY DIVISION ANNUAL PROGRESS REPORT : .
. Hansen, ., . Mueller-Buschbaum. "CdHgO : oxomercurate related Crednerite structure." Zeitschrift fuer Anorganische Allgemeine Chemie : .
