Химия
8 класс
Вопрос
При действии избытка углекислого газа на 32,9 г неизвестного соединения металла с кислородом образовалось твердое вещество «А», и выделился газ «В». Вещество «А» растворили в воде, и добавили избыток раствора нитрата бария, при этом выпало 27,58 г осадка. Газ «В» пропустили через трубку с раскаленной медью, и масса трубки увеличилась на 6,72 г. Установите формулу исходного соединения.
Ответ
Из условия задачи ясно, что после пропускания $CO_{2}$ над кислородным соединением металла образовался карбонат металла, причем щелочного (поскольку карбонаты только щелочных металлов достаточно хорошо растворимы в воде), и выделился кислород. Пусть формула исходного соединения - $Me_{x}O_{y}$. Уравнения реакций:
$2Me_{x}O_{y} + xCO_{2} = xMe_{2}CO_{3} + (y - 0,5x)O_{2} \uparrow$,
$Me_{2}CO_{3} + BaCl_{2} = 2MeCl + BaCO_{3} \downarrow$,
$2Cu + O_{2} = 2CuO$.
Увеличение массы трубки с нагретой медью равно массе прореагировавшего по последней реакции кислорода, поэтому: $\nu (O_{2}) = \frac{6,72}{32} = 0,21 моль$.
По второй реакции, $\nu (BaCO_{3}) = \frac{27,58}{197} = 0,14 моль = \nu (Me_{2}CO_{3})$, следовательно, $\nu (Me) = 2 \nu (Me_{2}CO_{3}) = 0,28 моль$. Отношение коэффициентов в уравнении реакции равно отношению количеств веществ (в молях), поэтому из первого уравнения следует, что $\frac{x}{y-0,5x} = \frac{0,14}{0,21}$, откуда получаем, что $x:y = 1:2$. Поэтому можно заключить, что простейшая формула кислородного соединения - $MeO_{2}$.
Поскольку $\nu (MeO_{2}) = \nu (Me) = 0,28 моль$, то молярная масса кислородного соединения равна: $M(MeO_{2}) = \frac{39,2}{0,28} = 117,5 г/моль$, а атомная масса металла: $M(Me) = 117,5 - 32 = 85,5 г/моль$. Этот металл - рубидий, $Rb$. Искомая формула - $RbO_{2}$.