Химия
8 класс
Вопрос
При нагревании навески некоторого твердого вещества $A$ образовалось 0,6 г твердого вещества $Б$ и газообразное вещество $B$. Твердый продукт разложения $Б$ растворили в воде; при этом образовался раствор, содержащий 0,96 г вещества $Г$. Газообразный продукт разложения $B$ пропустили через избыток раствора вещества $Д$, в результате чего образовалось 6,52 г вещества $E$. При взаимодействии последнего в водном растворе с веществом $Г$ образуются $A$ и $Б$. Определите, что представляют собой вещества $A, Б, B, Г, Д, E$. Напишите уравнения соответствующих реакций.
Ответ
Превращения, приведенные в условии задачи, могут быть схематизированы следующим образом:
Так как исходное вещество $A$ при разложении дает газ и твердое вещество, реагирующее с водой, наиболее вероятно, исходя из общей схемы превращений, что это соль, образующая при нагревании два оксида: твердый основной оксид ($Б$) и газообразный кислотный оксид ($B$).
Поскольку вещество $Б$ растворяется в воде, то соль может быть образована щелочным или щелочноземельным металлом, так как оксиды других металлов в воде нерастворимы. Находим молярную массу металла:
$m (H_{2}O) = 0,96 -0,6 = 0,36$ г; $ \nu (H_{2}O) = 0,02$ моль.
$M_{2}O + H_{2} = 2MOH; MO + H_{2} = M(OH)_{2}$.
а) Для щелочного металла (уравнение 1): $ \nu (M_{2}O) = 0,02$ моль; $M (M_{2}O) = 0,6/0,02 = 30$ г/моль;
$M (M) = (30- 16)/2 = 7$ г/моль. $M$ - литий, значит, $ \: Б - Li_{2}O$.
б) Для щелочноземельного металла (уравнение 2): $ \nu (MO) = 0,02$ моль; $M (MO) = 30$ г/моль; $M (M) = 30 - 16 = 14$ г/моль. Металла с такой молярной массой нет.
Таким образом, $A$ - карбонат или сульфит лития, и его количество - 0,02 моль. При его разложении образуется 0,02 моль $Li_{2}O$ и 0,02 моль $CO_{2}O$ или $SO_{2}$.
Вещество $ Д$ может быть растворимым гидроксидом, карбонатом или сульфитом. При его взаимодействии с оксидом углерода (IV) или оксидом серы (IV) может образоваться одно из веществ: $M_{2}CO_{3}, M_{2}SO_{3}, MCO_{3}, MHCO_{3}, MHSO_{3}$. С учетом числа молей образующегося вещества (NULL,02 моль или 0,04 моль) и его массы (NULL,52 г) можно рассчитать молярную массу металла:
$2MOH + CO_{2} = M_{2}CO_{3} + H_{2}O$;
$M (M_{2}CO_{3}) = \frac{6,52}{0,02} = 326$ г/моль; $M (M) = \frac{326 - 60}{2} = 133$ г/моль. Металл - цезий. Аналогичные расчеты для других веществ дают значения молярных масс металла (г/моль): $M_{2}SO_{3} : M (M) = 123; MCO_{3} : M(M) = 266; MSO_{3} : M(M) = 246; MHCO_{3} : M(M) = 102; MHSO_{3} : M (M) = 82$. Металлов с такими молярными массами нет.
Следовательно, $A - Li_{2}CO_{3}, \: Б - Li_{2}O, B - CO_{2}, \: Г - LiOH, \: Д - CsOH, E - Cs_{2}CO_{3}$.
Уравнения реакций:
$ Li_{2}CO_{3} \rightleftharpoons Li_{2} + CO_{2}$;
$Li_{2}O + H_{2}O \rightleftharpoons 2LiOH$;
$2CsOH + CO_{2} \rightleftharpoons Cs_{2}CO_{3} + H_{2}O$;
$Cs_{2}CO_{3} + 2LiOH \rightleftharpoons Li_{2}CO_{3} \downarrow + 2CsOH$.