Химия

8 класс

Аккуратное нагревание смеси веществ A (белый порошок, 16,7 г) и B (серые кристаллы, 25,4 г) дает смесь трех продуктов в равном мольном соотношении: C (желтый порошок, 23,5 г), D (бесцветная жидкость, 14,2 г) и E (бесцветный газ, 2,24 л при н.у.). Вещество A растворимо в воде; при добавлении к полученному раствору водного аммиака образуется осадок, который при дальнейшем добавлении избытка водного аммиака растворяется. Вещество B нерастворимо в воде; при реакции спиртового раствора B с водным аммиаком в осадок выпадают взрывчатые кристаллы. Вещество C нерастворимо в воде, однако заметно растворяется в водном аммиаке. Жидкость D не смешивается с водой, но взаимодействует с водным аммиаком. Газ E слабо растворим в воде, но легко поглощается водным аммиаком. Напишите формулы зашифрованных веществ и уравнения реакций, упомянутые в задаче.

Сначала по закону сохранения массы рассчитаем массу газа E:

$16,7 + 25,4 - 23,5 - 14,2 = 4,4 г$ ; следовательно, молярная масса E:

$\frac{4,4 г}{ \frac{2,24 л}{22,4 л/моль}} = 44 г/моль$ . Простейший газ, обладающий такой молярной массой, это

$CO_{2}$ . В соответствии с условием задачи

$CO_{2}$ - E слабо растворим в воде, но легко поглощается водным аммиаком:

$CO_{2} + 2NH_{3} + H_{2}O = (NH_{4})_{2}CO_{3}$ .

Далее, вычислим молярную массу серых кристаллов B:

$n \cdot \frac{25,4 г}{ \frac{2,24 л }{ 22,4 л/моль}} = n \cdot 254 г/моль$ (где

$n$ - стехиометрическое соотношение между B и E в реакции). В простейшем случае

$n = 1$ массе B соответствует

$I_{2}$ , который нерастворим в воде, а при реакции в спиртовом растворе с водным аммиаком дает осадок взрывчатых кристаллов

$NI_{3}$ (точнее

$NI_{3} \cdot NH_{3}$ ) :

$3I_{2} + 4NH_{3} = NI_{3} + 3NH_{4}I$

Аналогичным образом рассчитаем молярные массы веществ A, C и D:

$M(A) = n \cdot \frac{16,7 г}{ \frac{2,24 л }{ 22,4 л/моль}} = n \cdot 167 г/моль$

$M(C) = \frac{23,5 г}{ \frac{2,24 л }{ 22,4 л/моль}} = 235 г/моль$

$M(D) = \frac{14,2 г}{ \frac{2,24 л }{ 22,4 л/моль}} = 142 г/моль$

Поскольку E не содержит атомы йода, то вещество С или D должны их содержать. Попробуем вычесть молярную массу йода из молярной массы С:

$235 - 127 = 108 г/моль$ , что соответствует массе атома серебра. Таким образом, разумно предположить, что C - это

$AgI$ - желтый порошок нерастворимый в воде, однако заметно растворимый в водном аммиаке:

$AgI + NH_{3} = [Ag(NH_{3})_{2}]I$

Теперь попробуем вычесть молярную массу йода из молярной массы D:

$142 - 127 = 15 г/моль$ , что соответствует массе группы

$CH_{3}$ . Таким образом, разумно предположить, что D - это

$CH_{3}I$ -бесцветная жидкость, которая не смешивается с водой, но взаимодействует с водным аммиаком:

$CH_{3}I + NH_{3} = [CH_{3}NH_{3}]I$

По закону сохранения, оставшееся неразгаданным вещество A имеет состав

$C_{2}H_{3}O_{2}Ag$ , т.е.

$CH_{3}COOAg$ - растворимое в воде вещество. При добавлении к его раствору водного аммиака образуется осадок, который при дальнейшем добавлении избытка водного аммиака растворяется: