Химия

Газами с резким запахом и имеющими окраску могут быть фтор, хлор, оксид азота (IV), оксиды хлора (I) и (IV). При взаимодействии с водой две кислоты образуют хлор, оксид азота (IV) и оксид хлора (IV):

$Cl_{2} + H_{2}O = HCl + HClO$
$2NO_{2} + H{2}O = HNO_{3} + HNO_{2}$
$2ClO_{2} + H_{2} = HClO_{2} + HClO_{3}$

Фтор и оксид хлора (I) можно исключить, так как они взаимодействуют с водой согласно уравнениям реакций:

$F_{2} + H_{2}O = 2HF + F_{2}$ ($O_{2}, O_{3}, H_{2}O_{2}$ и др.)
$Cl_{2}O + H_{2}O = 2HClO$

Если пропустить хлор, диоксид азота и диоксид хлора в горячий раствор щелочи, то протекают реакции:

$3Cl_{2} + 6KOH = 5KCl + KClO_{3} + 3H_{2}O$ (1)
$2ClO_{2} + 2KOH = KClO_{2} + KClO_{3} + H_{2}O$ (2)
$2NO_{2} + 2KOH = KNO_{2} + KNO_{3} + H_{2}O$ (3)

или

$3NO_{2} + 2KOH = 2KNO_{3} + NO + H_{2}O$

Согласно условию задачи веществом Г должна быть соль, которая при разложении выделяет газ и переходит в соль Д. В случае (1) ею может быть гипохлорат калия:

$2KClO_{3} = 2KCl + 3O_{2}$.

Следовательно, хлор удовлетворяет условию задачи и он может быть газом А. Тогда вещество Б - соляная кислота, Г - гипохлорат калия, Д - хлорид калия. Из них хлор можно получить в результате реакций:

$16HCl + 2KMnO_{4} = 5Cl_{2} + 2MnCl_{2} + 2KCl + 8H_{2}O$
$HClO + HCl = Cl_{2} + H_{2}O$
$KClO_{3} + 6HCl = 3Cl_{2} + KCl + 3H_{2}O$
$2KCl + MnO_{2} + 2H_{2}SO_{4} = K_{2}SO_{4} + Cl_{2} + MnSO_{4} + 2H_{2}O$
$2KCl + 2H_{2}O = 2KOH + H_{2} + Cl_{2}$ (электролиз раствора)
$2KCl = 2K + Cl_{2}$ (электролиз расплава).

В случае (2) веществом $Г$ может быть бертолетовая соль или хлорит калия. Оба вещества не удовлетворяют условию задачи, так как при разложении бертолетовой соли не образуется хлорит калия, а при разложении хлорита калия не выделяется газ:

$3KClO_{2} = KCl + 2KClO_{3}$

Следовательно, оксид хлора (IV) не удовлетворяет условию задачи.

В случае (3) солью Г может быть нитрат калия:

$2KNO_{3} = 2KNO_{2} + O_{2}$.

Следовательно, оксид азота (IV) удовлетворяет условию задачи и он может быть газом А. Тогда вещество Б - азотная кислота, В - азотистая кислота, Г - нитрат калия, Д - нитрит калия. Диоксид азота можно получить, например, в результате реакций:

$4HNO_{3} + Cu = 2NO_{2} + Cu (NO_{3})_{2} + 2H_{2}O$
$3HNO_{2} \overset {t^{ \circ }}{= } HNO_{3} + 2NO + H_{2}O$
$2NO + O_{2} = 2NO_{2}$ (на воздухе)
$4KNO_{3} + 2H_{2}SO_{4} \overset {t^{ \circ }}{= } 2K_{2}SO_{4} + 4NO_{2} + O_{2} + 2H_{2}O$
$2KNO_{2} + 2KI + 2H_{2}SO_{4} = 2K_{2}SO_{4} + I_{2} + 2NO + 2H_{2}O$
$2NO + O_{2} = 2NO_{2}$ (на воздухе)