Химия
8 класс
Вопрос
Смесь нитратов натрия, кальция и олова, масса которой равна 9,84 г, растворили в некотором количестве подкисленной воды. К полученному раствору добавили раствор сульфита калия (избыток). Смесь нагрели, затем охладили. Выпавший осадок отделили, промыли, обработали щелочью и нерастворимую его часть отфильтровали, промыли, высушили и прокалили при температуре выше 1000∘C. Масса полученного продукта была равна 1,12 г. К фильтрату добавили концентрированную азотную кислоту (избыток), раствор прокипятили. Выпавший осадок отцентрифугировали, промыли и прокалили при температуре 500∘C. Масса продукта прокаливания была равна 3,02 г. Рассчитать процентный состав исходной смеси. Написать уравнения соответствующих реакций.
Ответ
При добавлении избытка сульфита калия к подкисленному раствору, содержащему нитраты натрия, кальция и олова, выпадает осадок сульфита кальция:
Ca(NO3)2+K2SO3=CaSO4↓+2KNO3.
и осадок гидроксида олова (II), образующийся вследствие протекающего совместного гидролиза солей:
Sn(NO3)2+K2SO3+H2O=Sn(OH)2↓+2KNO3+SO2.
После обработки выпавшего осадка щелочью происходит растворение гидроксида олова (II):
Sn(OH)2+2KOH=K2[Sn(OH)4].
и остается твердый продукт - сульфит кальция. В результате его прокаливания при температуре выше 1000∘C происходит разложение:
CaCO3=CaO+SO2.
Масса образовавшегося оксида кальция согласно условию задачи равна 1,12 г, что соответствует 0,02 моль (1,12:56, где 56 - масса моля CaO). Из схемы
CaO→Ca(NO3)2 следует, что в смеси содержалось 0,02 моль или 3,28 г (164⋅0,02, где 164 - масса моля нитрата кальция) Ca(NO3)2.
После добавления избытка концентрированной азотной кислоты к фильтрату, полученному после отделения осадка сульфита кальция, содержащему K2[Sn(OH)4],и кипячения раствора выпал осадок гидроксида олова (IV) (SnO2⋅nH2O):
K2[Sn(OH)4]+4HNO3=H2SnO3+2KNO3+2NO2+3H2O
(SnO2⋅nH2O)
Прокаливание осадка гидроксида олова (IV) Приводит к его дегидратации и образованию диоксида олова:
SnO2⋅nH2O=SnO2+nH2O
Количество последнего согласно условию задачи равно 3,02 г или 0,02 моль (3,02:151, где 151 - масса моля SnO2). Это соответствует согласно схеме
SnO2→Sn(NO3)2
0,02 моль или 4,86 г нитрата олова (243⋅0,02, где 243 - масса моля Sn(NO3)2).
На долю нитрата натрия приходится 1,7 г (NULL,84 - 3,28 - 4,86). Процентное содержание равно: 33,33 % Ca(NO3)2 49,39 % Sn(NO3)2, 17,28 % NaNO3.