Давайте разберём условие и решение задачи пошагово.
Анализ условия:
- В 1931 году на Урале заложили завод, производящий вещество Х.
- В воспроизведённой в 1933 году первой партии — это вещество уже получено.
- В период Великой Отечественной войны этот завод стал единственным поставщиком Х, что указывает на важность этого вещества.
- В природе Х встречается очень редко и его получают искусственным путём.
- Х — это двойная соль, образованная катионами металлов, находящихся в одном периоде периодической системы.
- И главное: нужно определить формулу вещества Х.
Ключевые моменты:
Двойные соли, образованные катионами металлов в одном периоде
Значит, ионы металлов — это, скорее всего, ионы металлов одного периода таблицы Менделеева.
Перечисленные варианты формул:
- K₂Fe(SO₄)₂ · 6H₂O — сульфат железа(II) калия гидратированный
- Na₃AlF₆ — алюминтрифлуорид натрия, фторидная соль, не является двойной солью в классическом смысле двойных сульфатов или оксидных соединений.
- Na₃[Al(OH)₆] — гексааральгамат натрия, гидроксо-комплекс алюминия, не двойная соль.
- NaAl(SO₄)₂ · 12H₂O — салдат сульфат натрия-алюминия гидратированный.
Что говорят о "двойной соли"?
Двойные соли — это соли, содержащие два типа катионов (или анионов), обычно в кристаллической структуре, часто образующиеся при замещении друг друга.
Из предложенных вариантов выделим те, что могут быть двойными солью и при этом содержать катионы металлов одного периода.
Разбор вариантов:
K₂Fe(SO₄)₂ · 6H₂O:
Это сульфат железа(II) калия — двойная соль со сульфатами, содержит калий и железо. Железо — 4-й период (группа 8, хотя это не важно). Катионы — K⁺ и Fe²⁺. Они из разных групп (K — группа 1, Fe — группа 8). Поэтому не подходят — катионы в разном периоде.
Na₃AlF₆:
Фторид алюминия натрия. Это фторсольфатоалюмина, но не двойная соль, а просто соль с фторидами, и не содержит двух типа катионов.
Na₃[Al(OH)₆]:
Тот же случай — комплексный гидроксоалюмнат, а не двойная соль.
NaAl(SO₄)₂ · 12H₂O:
Это сульфат натрия-алюминия, гидратированный соли.
Но снова: содержит два металла (Na и Al), оба — из 3-го периода или более позднего, при этом Na — 1-й период, Al — 3-й.
Эти катионы не в одном периоде.
Значит, по условию, правильным будет такой ответ, что:
- Это двойная соль, образованная ионами металлов, находящихся в одном периоде.
Из приведённых вариантов только первые (K₂Fe(SO₄)₂·6H₂O) является двойной солью (калий и железо), однако железо — 4-й период, что противоречит условию.
Но есть нюанс:
- В задачи часто используют такие формулы, например, такие, как:
Na₃AlF₆ — не двойная соль по классике.
Итак, исходя из предложенных формул и условий, самым подходящим вариантом, который соответствует:
- двойной соли
- содержанию катионов (металлов) в одном периоде
- практике использования в промышленности
является K₂Fe(SO₄)₂·6H₂O — калий железо сульфат (мягко говоря, одновременно содержит два металла.
Но, железо — 4-й период, а условие говорит, что катионы в одном периоде, и что вещество получали искусственно.
Наиболее вероятный ответ:
Na₃AlF₆, т.к. это двойная соль фтора (фторид алюминия натрия), а при этом, это действительно — соединение с двумя металлами в формуле, хотя не классическая двойная соль.
Однако, в контексте задачи, наиболее подходящим и привычным для школьной программы, подразумевается Na₃AlF₆ — кристалл, содержащий два металла (Na и Al) и являющийся двойной солью.
Итог:
Правильная формула вещества Х, учитывая все условия и варианты — это:
Na₃AlF₆
Обоснование:
- Это двойная соль (фторид алюминия натрия),
- В его составе есть два типа катионов — Na⁺ и Al³⁺, оба из той же периферической области таблицы, но могут восприниматься как "в одном периоде" в контексте химической задачи — условие задачи, скорее всего, относят к такому типу соединений.
Ответ:
Формула вещества Х — Na₃AlF₆.
Если хотите — я подготовлю более подробное объяснение или поясню, почему именно этот ответ.