ВсОШ 2024, 9 класс, №Н-2

Решение

Из «разноцветных» элементов описанные переходы цветов характерны для хрома и ванадия . Cоединение , которое растворяется в воде с образованием жёлтого раствора, а затем при подкислении с образованием оранжевого: - (жёлтый) + (оранжевый) + Последующее изменение окраски связано с восстановлением ванадия до , , .(реакции – . Зелёная окраска при переходе к сульфату ванадила вызвана смешением цветов соединений ванадия(V) и . Данные титрования позволяют определить состав вещества . Соль Мора – одноэлектронный восстановитель, ванадий в этих условиях восстанавливается до с.о. , таким образом, мг вещества содержат ммоль, тогда М г/моль, что соответствует . Образование при окислении гидроксида в щелочной среде желтого соединения, меняющего цвет на оранжевый при подкислении, может указывать на то, что речь идет о соединениях хрома. Этот вывод подтверждается и другими качественными данными задачи. Кроме того, на хром указывает тот факт, что он является соседом ванадия по таблице Д.И. Менделеева. Соединение получается при прокаливании и последующем сплавлении с . Соединение же, по условию задачи, образуется путём взаимодействия соли элемента со щёлочью, что наталкивает на мысль о том, что это гидроксид. Следовательно, соединение – оксид ванадия в низкой степени окисления, получившийся при спекании другого оксида с простым веществом. Структура каменной соли намекает на состав . Найдём молярную массу соединения :
=
Структура каменной соли, в которой атомы натрия располагаются на всех вершинах и гранях куба, а хлора – на всех ребрах и один в центре имеет формульных единицы = на элементарную ячейку. Рассчитаем объём элементарной ячейки. Она представляет собой куб:
= = = =
Подставим имеющиеся данные при двух крайних значениях плотности:

1023моль−1 Mmin = = 57.81г/моль

1023моль−1 Mmax = = 59.36г/моль Получается, что молярная масса оксида варьируется в пределах от до , что соответствует составам от до VO0.526,что соответствует сильно дефектному его состав близок к . Поскольку ионы легко гидролизуются, а ацетат натрия имеет щелочную реакцию среды, вещества и не являются средними ацетатами (или кристаллогидратами таковых) хрома и ванадия, соответственно, а содержат в своем составе либо гидроксолиганды, либо оксолиганды.

Можно вспомнить, что для карбоксилатов трехзарядных катионов весьма характерно образование фрагментов , что хорошо известно для , . Ступенчатый характер потери массы веществом указывает, скорее всего, на присутствие в составе молекул воды. Тогда возможен следующий состав вещества : или , Где х = (координационное число иона хрома не выше . Строение катиона, входящего в состав данного вещества, представлено на рисунке. Рассмотрим соотношение масс при окислении этих веществ на воздухе + ... Молярная масса исходного вещества составляет г/моль. = , что маловероятно + ... (небольшое, в десятые доли, отличие может быть связано с точностью округления на промежуточном этапе). Таким образом, – . В условии задания указано, что аналогичный катион входит и в состав вещества , являющегося кристаллогидратом. Рассмотрим возможные варианты: Молярная масса вещества составляет г/моль, х = , х = , что маловероятно –

. При сохранении стабильной структуры меняется заселённость позиций ионов кислорода в широких пределах, что влияет на плотность вещества.

. Конечно, больше других названию разноцветные соответствуют иридий (радужный) и родий (назван в честь царицы цветов – розы), но почти любой переходный металл можно назвать разноцветным за многообразие окраски комплексных соединений. Пример любых трёх разноцветных веществ данного элемента является достаточным обоснованием для признания «разноцветности». Уравнения реакций:

+ + +

+ + + +

+ +

+ + + + +

+ +

+ (зелёный осадок А)+

+ +

+ – +

+ + +
+ + =
= + + + +

+ 6HCl(газ) + +

+ 2HCl(конц) +

+ +