Химия

8 класс

Ниже приведены уравнения реакций, протекающих между веществами, в состав которых входят атомы химических элементов А, Б, В и Г:

$A_{2} + Б_{2} \rightarrow Б_{2}A$ (1)

$A_{2} + B \rightarrow BA_{2} (2)$

$Б_{2} + B \rightarrow Б_{2}B (3)$

$BA_{2} + A_{2} \rightarrow BA_{3}$ (4)

$Б_{2}B + BA_{2} \rightarrow$ (5)

$BA_{3} + Б_{2}A \rightarrow$ (7)

$Г + Б_{2}BA_{4} \rightarrow ГBA_{4} + Б_{2}A + BA_{2}$ (8)

$ГBA_{4} \rightarrow ГA + BA_{3}$ (9)

$ГA + Б_{2} \rightarrow Г + Б_{2}A$ (10) Что собой представляют эти вещества? Заменив А, Б, В и Г на символы элементов, написать уравнения приведенных реакций. Ответ обосновать.

Из первого уравнения реакции следует, что А и Б - простые вещества, молекулы которых состоят из двух атомов. Атомы элемента Б проявляют в соединении

$Б_{2}A$ валентность, равную 1, атомы элемента А - равную 2. Искомыми элементами могут быть водород, азот, кислород и галогены. Из перечисленных элементов условию задачи удовлетворяет кислород - элемент А. Так как кислород непосредственно с галогенами не взаимодействует и в результате реакции с азотом образуется оксид азота состава

$NO$ , а не

$N_{2}O,$ то галогены и азот исключаются. Элемент Б - водород:

$O_{2} + 2H_{2} = 2H_{2}O$ (1)

Из схемы уравнения реакции (2) следует, что В - простое вещество. Так как атомы его в соединении с водородом проявляют степень окисления -

$2 (Б_{2}B)$ , а с кислородом +

$4(BA_{2})$ , то вещество В - неметалл. Удовлетворяют этим условиям элементы подгруппы серы (сера, селен, теллур). Поскольку реакция окисления оксида элемента В (IV) в оксид элемента В (VI) (реакция 4) возможна лишь для серы, то элемент В - сера:

$O_{2} + S = SO_{2}$ (2)

$H_{2} + S = H_{2}S$ (3)

$2SO_{2} + O_{2} = 2SO_{3}$ (4)

$2H_{2}S + SO_{2} = 3S + 2H_{2}O$ (5)

$2H_{2}S + 3O_{2} = 2SO_{2} + 2H_{2}O$ (6)

или

$2H_{2}S + O_{2} = 2S + 2H_{2}O$

$SO_{3} + H_{2}O = H_{2}SO_{4}$ (7)

Из схемы уравнения реакции (8) следует, что вещество Г - металл, атомы которого проявляют в сульфате степень окисления +2, и что для реакции взята концентрированная серная кислота. Металлами, которые взаимодействуют с концентрированной серной кислотой с образованием сернистого газа и при этом проявляют степень окисления +2, могут быть медь, цинк, кадмий, ртуть, кобальт, никель, марганец, олово.

Так как при прокаливании сульфатов кобальта, никеля, марганца и олова (металлы с переменной валентностью) (реакция 9) могут образовываться оксиды типа

$ME_{2}O_{3}$ ,

$MeO_{2}$ , то перечисленные металлы исключаются. При разложении сульфата ртути выделяется свободная ртуть, поскольку ее оксид малоустойчив при нагревании. Поэтому ртуть тоже можно исключить.

Из оставшихся металлов оксиды цинка и кадмия до свободных металлов водородом не восстанавливаются (реакция 10). Следовательно, искомым металлом

$Г$ может быть медь: