Химия
8 класс
Вопрос
Ниже приведены схемы уравнении реакции между веществами, в состав которых входят атомы химических элементов А, Б, В, Г:
$A_{2} + Б_{2} \rightarrow A_{3}P$ (1)
$A_{3}Б + B_{2} \rightarrow A_{2}B + PB$ (2)
$A_{3}Б + B_{2} \rightarrow$ (3)
$БB + B_{2} \rightarrow$ (4)
$A_{2}B + B_{2} +БB_{2} \rightarrow$ (5),
$A_{2}B + БB_{2} \rightarrow$ (6)
$Г + AБB_{3} \rightarrow Г (БB_{3})_{2} + БB + A_{2}B$ (7)
$Г + AБB_{3} \rightarrow Г (БB_{3})_{2} + БB_{2} + A_{2}B$ (8)
$Г (БB_{3})_{2} \overset {t^{ \circ }}{ \rightarrow } ГB + B_{2} + БB_{2}$ (9)
$ГB + AБB_{3} \rightarrow$ (10)
Что собой представляют эти элементы? Заменив буквенные обозначения элементов на их символы, написать уравнения приведенных реакций. Ответ обосновать.
Ответ
Из схемы уравнения реакции (1) следует, что реагируют два простых вещества, молекулы которых двухатомные. Веществами $A$ и $Б$ могут быть водород, азот, кислород, галогены. Из формулы $A_{3}Б$ следует, что атомы элементов $A$ и $Б$ могут проявлять в этом соединении валентность соответственно 1 и 3 или 2 и 6. Но валентность 6 для атомов водорода, азота, кислорода и галогенов не характерна. Валентность 3 могут проявлять атомы азота и галогенов (кроме фтора), 1 - водорода и галогенов. Тогда соединением $A_{3}Б$ могут быть $H_{3}N, F_{3}N, Cl_{3}N, Br_{3}N, I_{3}N$ или $F_{3}Cl, F_{3}Br, F_{3}I$. Однако соединения азота с галогенами следует исключить, так как азот с галогенами непосредственно не взаимодействует. Следовательно, элементом $A$ может быть водород или фтор.
Участвующее в реакции (2) вещество $B$ тоже простое, молекулы его двухатомны. Атомы элемента $B$ проявляют валентность в образовавшемся соединении $A_{2}B$, равную 2, так как отношение атомов $A : B = 2 : 1$. Валентность 2 из простых двухатомных веществ могут проявлять кислород и азот. Но азот при непосредственном соединении с другими простыми веществами не образует соединений типа $A_{2}B$. Следовательно, искомый элемент $B$ - кислород. Поскольку кислород с галогенами не образует соединений типа $БB$, то элемент $Б$ - азот, элемент $A$ - водород, вещество $A_{3}Б$ - аммиак:
$3H_{2} + N_{2} = 2NH_{3}$ (1)
$4NH_{3} + 5O_{2} = 6H_{2}O + 4NO$ (2)
$4H_{3}N + 3O_{2} = 6H_{2}O +2N_{2}$ (3)
$2NO + O_{2} = 2NO_{2}$ (4)
$2H_{2}O + O_{2} + 4NO_{2} = 4HNO_{3}$ (5)
$H_{2}O + NO_{2} = HNO_{3} + HNO_{2}$ (6)
Вещество $Г$ должно быть металлом, так как при взаимодействии с азотной кислотой (7) образуется соль азотной кислоты. Продуктами восстановления азотной кислоты (7), (8) являются оксиды азота (И) и {IV). Следовательно, в реакциях с металлом принимала участие соответственно разбавленная и концентрированная азотная кислота.
Металл $Г$ двухвалентный и малоактивный, поскольку в случае разбавленной азотной кислоты восстановление азота идет лишь до $NO$. Разложение нитрата (9) приводит к образованию оксида металла типа $MeO$. Следовательно, искомым металлом $Г$ может быть медь, так как при разложении нитратов других малоактивных металлов с переменной валентностью образуются оксиды типа $MeO_{2}, Me_{2}O_{3}$ или смешанные оксиды. При разложении нитрата ртути образуется не оксид, а свободная ртуть:
$3Cu + 8HNO_{3} = 3Cu (NO_{3})_{2} + 8NO + 4H_{2}O$ (7)
$Cu + 4HNO_{3} = Cu (NO_{3})_{2} + 2NO_{2} + 2H_{2}O$ (8)
$2 Cu (NO_{3})_{2} = 2CuO + O_{2} + 4NO_{2}$ (9)
$CuO + 2HNO_{3} = Cu (NO_{3})_{2} + H_{2}O$ (10)