Химия
8 класс
Вопрос
Неизвестное химическое соединение образовано металлом и неметаллом, входящими в его состав в массовых
отношениях 18:7. При действии воды на 1 моль этого соединения образуются 2 моля газообразного вещества и 3 моля слаборастворимого в воде соединения. Оба продукта гидролиза обладают основными свойствами. Плотность выделяющегося газа равна 0,76 г/л.
а. Что собой представляет описанное соединение?
б. Приведите ход логических рассуждений, которые позволяют ответить на первый вопрос.
Ответ
Вещество AxBy под действием воды гидролизуется с образованием гидроксида металла A(OH)n и газообразного вещества HmB, обладающего основными свойствами. Такие свойства характерны для соединений металлов и неметаллов, расположенных в первых периодах Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. К числу типичных неметаллов, расположенных в первых периодах, принадлежат F,CI,S,N,P,C,Si.
Галогениды металлов гидролизуются только частично, а соли щелочных и щелочноземельных металлов практически не гидролизуются.
Оксиды металлов не образуют с водой газообразных продуктов, пероксиды могут выделять кислород, не обладающий основным характером. Карбиды при действии воды образуют углеводороды, для которых также не характерны основные свойства.
Условию задачи удовлетворяют нитриды и фосфиды. В случае нитридов реакции с водой приводят к образованию аммиака и основания
Na3N+3H2O→3NaOH+NH3,
Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)8+2NH3,
Mg3N2+6H2O→3Mg(OH)2+2NH3.
Однако гидроксид натрия хорошо растворим в воде, растворимость гидроксида кальция также достаточно велика. Поэтому условию задачи гораздо в большей степени соответствует нитрид магния.
Аналогично ведет себя и фосфид магния, но по количественным данным [Mg3N2 - Mg:N=3⋅24:2⋅14=72:28=18:7; Mg3P2−Mg:P=3⋅24:2⋅31=72:62=18:15,5; MNH3=17; MPH3=34 (по условию M=0,76⋅22≈17)] условию удовлетворяет Mg3N2.
Следовательно, задача действительно имеет единственное решение: A - магний, B - азот, AxBy соответствует Mg3N2.