При сильном прокаливании на воздухе тёмно-серого минерала А, основной компонент которого состоит из двух элементов, выделяется бинарный газ Б с резким запахом жжёных спичек. В результате этой реакции образуется один твёрдый продукт — чёрный порошок В, в котором металл находится в чётной степени окисления, равной удвоенной степени окисления этого же металла в исходном минерале А. • Если этот чёрный порошок В обработать разбавленной серной кислотой, то образуется раствор голубого цвета. • Если же порошок В нагреть в токе водорода — он восстанавливается с образованием пластичного металла красного цвета. Запишите формулы веществ А, Б и В.
Краткий ответ:
\[ \boxed{А=\mathrm{Cu_2S}},\qquad \boxed{Б=\mathrm{SO_2}},\qquad \boxed{В=\mathrm{CuO}} \]
Объяснение:
- Газ с резким запахом жжёных спичек — это оксид серы(IV):
\[ \mathrm{SO_2}. \]
Значит, минерал содержит серу.
- В минерале \(\mathrm{Cu_2S}\) медь имеет степень окисления \(+1\):
\[ 2x+(-2)=0 \Rightarrow x=+1. \]
При прокаливании образуется чёрный оксид меди(II) \(\mathrm{CuO}\), где медь имеет степень окисления \(+2\), то есть вдвое больше:
\[ +2=2\cdot(+1). \]
- Реакция прокаливания:
\[ 2\mathrm{Cu_2S}+5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CuO}+2\mathrm{SO_2}. \]
Проверка свойств \(\mathrm{CuO}\):
\[ \mathrm{CuO+H_2SO_4\rightarrow CuSO_4+H_2O} \]
Образуется голубой раствор \(\mathrm{CuSO_4}\).
\[ \mathrm{CuO+H_2\rightarrow Cu+H_2O} \]
Образуется красная пластичная медь.
Обсуждение
8 сообщенийВ трёх пробирках находятся белые студенистые осадки трёх разных гидроксидов. Эти гидроксиды образованы тремя элементами (не считая кислорода и водорода), которые являются соседями, стоящими друг за другом в одном периоде Периодической системы. Чтобы различить эти вещества, провели серию тестов: Пробирка Nº 1: осадок растворяется как в соляной кислоте, так и в избытке раствора щёлочи, образуя в обоих случаях бесцветный раствор. Пробирка Nº 2: осадок в щёлочи не растворяется, но растворяется в соляной кислоте. Если к полученному раствору добавить избыток раствора аммиака, то из раствора выпадает белый осадок. Пробирка Nº 3: осадок не взаимодействует с соляной кислотой, но растворяется в щёлочи. Если полученный прозрачный раствор подкислить соляной кислотой, то из него выпадает белый студенистый осадок, который при сильном прокаливании превращается в тугоплавкое вещество, используемое в производстве стекла. Определите элементы, образующие указанные гидроксиды. Запишите их химические символы.
Элементы находятся в 3-м периоде и являются соседями:
\[ \boxed{\mathrm{Mg,\ Al,\ Si}} \]
Распределение по пробиркам:
Пробирка № 1 — Al:
\(\mathrm{Al(OH)_3}\) амфотерен, растворяется и в кислоте, и в избытке щёлочи.Пробирка № 2 — Mg:
\(\mathrm{Mg(OH)_2}\) не растворяется в щёлочи, но реагирует с кислотой. При добавлении аммиака снова выпадает белый осадок: \[ \mathrm{Mg^{2+}+2OH^-\rightarrow Mg(OH)_2\downarrow} \]Пробирка № 3 — Si:
Образуется силикат, а при подкислении выпадает студенистая кремниевая кислота: \[ \mathrm{SiO_3^{2-}+2H^+\rightarrow H_2SiO_3\downarrow} \] При прокаливании: \[ \mathrm{H_2SiO_3\rightarrow SiO_2+H_2O} \] \(\mathrm{SiO_2}\) используют при производстве стекла.
Ответ по пробиркам:
\[ \boxed{1-\mathrm{Al},\quad 2-\mathrm{Mg},\quad 3-\mathrm{Si}} \]
При сжигании в избытке кислорода навески гомолога циклопропана Х массой т г образуется углекислый газ и 1.29 г воды. В молекуле углеводорода Х первичных атомов углерода в 2 раза больше, чем четвертичных атомов углерода. Вторичные и третичные атомы углерода отсутствуют. Запишите формулу углеводорода Х. Определите массу навески т. Ответ выразите в граммах, округлите до целых.
Масса навески определяется однозначно:
Для гомолога циклопропана общая формула:
\[ \mathrm{C_nH_{2n}}. \]
При сгорании:
\[ \mathrm{C_nH_{2n}}\rightarrow n\mathrm{CO_2}+n\mathrm{H_2O}. \]
Молярная масса углеводорода \(M=14n\), поэтому
\[ m=\frac{1{,}29}{18n}\cdot 14n =\frac{1{,}29\cdot14}{18} \approx1{,}003\text{ г}. \]
\[ \boxed{m\approx1\text{ г}} \]
Однако формула \(X\) в условии однозначно не определяется. Если число четвертичных атомов равно \(q\), то первичных атомов \(2q\), а всего атомов углерода \(3q\):
\[ \boxed{X=\mathrm{C_{3q}H_{6q}}}. \]
Например, \(\mathrm{C_9H_{18}}\) и \(\mathrm{C_{12}H_{24}}\) удовлетворяют указанному соотношению.
Если подразумевается именно углеводород с трёхчленным циклопропановым кольцом, то:
\[ \boxed{X=\mathrm{C_9H_{18}},\quad m=1\text{ г}}. \]
Уточните: у \(X\) должно быть именно трёхчленное циклопропановое кольцо?
Для проведения экспериментов учёному потребовалось 150 г 80 %-го раствора азотной кислоты. Среди лабораторных реактивов ему удалось найти только коммерческий раствор (65 %, р = 1.3913 г/мл) азотной кислоты. Учёный решил получить раствор высокой концентрации, осуществив перегонку смеси концентрированной серной кислоты с нитратом калия. В результате перегонки ему удалось получить 95 %-й водный раствор азотной кислоты плотностью 1.4932 г/мл. Какие объёмы 65 %-го и 95 %-го растворов азотной кислоты необходимо смешать учёному для получения 150 г 80 %-го раствора азотной кислоты. Ответ выразите в миллилитрах, округлите до десятых. V (65 %) V (95 %) Нужно ли учёному знать плотность 80 %-го раствора азотной кислоты для приготовления 150 г такого раствора? la Нет Недостаточно данных
Пусть \(m_{65}\) и \(m_{95}\) — массы растворов.
\[ m_{65}+m_{95}=150 \]
По азотной кислоте:
\[ 0{,}65m_{65}+0{,}95m_{95}=0{,}80\cdot150=120 \]
Решая систему, получаем:
\[ m_{65}=75\text{ г},\qquad m_{95}=75\text{ г}. \]
Объёмы растворов:
\[ V_{65}=\frac{75}{1{,}3913}\approx 53{,}9\text{ мл}, \]
\[ V_{95}=\frac{75}{1{,}4932}\approx 50{,}2\text{ мл}. \]
Ответ:
\[ \boxed{V(65\%)=53{,}9\text{ мл}} \]
\[ \boxed{V(95\%)=50{,}2\text{ мл}} \]
Плотность \(80\%\)-го раствора знать не нужно, так как требуется получить заданную массу раствора — \(150\) г.
\[ \boxed{\text{Нет}} \]
Чёрную трёхэлементную смесь алюминия с веществом А последовательно прокаливали при температуре около 500 °С то в токе водорода, то в токе кислорода. Результаты экспериментов представлены ниже: 1. Ток водорода: смесь покраснела, потеря массы смеси после опыта составила 16.33 %. На холодной части трубки образовались капли бесцветной жидкости. 2. Ток кислорода: смесь снова почернела, масса смеси увеличилась на 39.02 %. 3. Ток водорода: смесь снова покраснела, масса смеси уменьшилась на 14.04 %. Дополнительно известно, что если нагреть исходную смесь до очень высокой температуры, то произойдёт очень бурная химическая реакция с образованием смеси тех же двух веществ, что остались в трубке после опыта 3. Запишите формулу вещества Х. Найдите мольное соотношение Х и алюминия в исходной смеси. Ответ выразите в виде отношения.
\[ \boxed{X=\mathrm{CuO}},\qquad \boxed{n(X):n(\mathrm{Al})=3:2} \]
При пропускании водорода:
\[ \mathrm{CuO+H_2\rightarrow Cu+H_2O} \]
Чёрный \(\mathrm{CuO}\) превращается в красную медь, а вода конденсируется на холодной части трубки.
Пусть в исходной смеси \(a\) моль Al и \(x\) моль CuO. Используем \(M(\mathrm{Al})=27\), \(M(\mathrm{CuO})=80\).
После первого опыта теряется кислород из CuO:
\[ \frac{16x}{27a+80x}=0{,}1633. \]
Отсюда:
\[ \frac{x}{a}\approx1{,}5=\frac32. \]
Проверка при \(a=2\), \(x=3\):
- исходная масса: \[ m_0=2\cdot27+3\cdot80=294\text{ г}; \]
- потеря в водороде: \[ 3\cdot16=48\text{ г},\quad \frac{48}{294}\cdot100\%\approx16{,}33\%; \]
- при окислении образуются \(\mathrm{Al_2O_3}\) и \(\mathrm{CuO}\);
- при втором восстановлении снова выделяется \(48\) г кислорода, что даёт \(14{,}04\%\).
Итоговая реакция при сильном нагревании:
\[ \mathrm{2Al+3CuO\rightarrow Al_2O_3+3Cu}. \]
Следовательно,
\[ \boxed{X=\mathrm{CuO}},\qquad \boxed{n(\mathrm{CuO}):n(\mathrm{Al})=3:2}. \]
