Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3812530
А
Аноним
14 часов назад · публичный вопрос
А
Аноним

ответ с объяснением почему так. так как будто человек писал

Ответ нейросети
14 часов назад

Смотри, я бы сдавал так. Сначала коротко: 1 — В, 2 — А, 3 — В, 4 — Б, 5 — Б.
В №6: \(X=Fe_2O_3\), \(X_1=SO_2\), \(X_2=SO_3\), \(X_3=H_2SO_4\), \(X_4=Na_2SO_3\).
В №7: образуются \(Na_2SO_3\) — 0,10 моль, 12,6 г, 5,75 % и \(NaHSO_3\) — 0,20 моль, 20,8 г, 9,49 %.

Почему так

1. В — \(NO_2\).
Концентрированная азотная кислота — сильный окислитель, медь с ней даёт бурый газ: \[ Cu+4HNO_3 \to Cu(NO_3)_2+2NO_2\uparrow+2H_2O \] Водород здесь не выделяется.

2. А — 35.
Уравнение: \[ 2KMnO_4+16HCl \to 2KCl+2MnCl_2+5Cl_2+8H_2O \] Марганец принимает \(5e^-\), хлорид-ион отдаёт электроны. Сумма коэффициентов: \[ 2+16+2+2+5+8=35. \]

3. В — кислая.
\(AlCl_3\) — соль слабого основания и сильной кислоты. Ион \(Al^{3+}\) гидролизуется: \[ Al^{3+}+H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+}+H^+ \] Поэтому в растворе появляются ионы \(H^+\), среда кислая.

4. Б — \(NaAlO_2\).
При сплавлении оксида алюминия с твёрдым NaOH: \[ Al_2O_3+2NaOH \xrightarrow{t^\circ} 2NaAlO_2+H_2O \] В растворе мог бы получиться комплекс \(Na[Al(OH)_4]\), но здесь именно сплавление.

5. Б — железо.
Концентрированная серная кислота на холоду пассивирует железо: на поверхности появляется плотная оксидная плёнка, и металл перестаёт реагировать.

Задание 6

При обжиге пирита образуются сразу два продукта: \[ 4FeS_2+11O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe_2O_3+8SO_2 \] Поэтому \(X=Fe_2O_3\), \(X_1=SO_2\). Дальше:

\[ 2SO_2+O_2 \xrightarrow{V_2O_5,\ t^\circ} 2SO_3 \] \[ SO_3+H_2O \to H_2SO_4 \] \[ Cu+2H_2SO_4 \to CuSO_4+SO_2\uparrow+2H_2O \] \[ SO_2+2NaOH_{\text{изб.}} \to Na_2SO_3+H_2O \]

То есть \(X_1\) после реакции меди с концентрированной серной кислотой снова получается \(SO_2\), а с избытком щёлочи даёт среднюю соль \(Na_2SO_3\).

Задание 7

\[ m(NaOH)=200\cdot 0{,}08=16\ \text{г} \] \[ n(NaOH)=\frac{16}{40}=0{,}4\ \text{моль} \] \[ n(SO_2)=\frac{6{,}72}{22{,}4}=0{,}3\ \text{моль} \]

Отношение \(NaOH:SO_2=0{,}4:0{,}3=1{,}33:1\) — между \(2:1\) и \(1:1\), значит, образуются обе соли: \[ 2NaOH+SO_2\to Na_2SO_3+H_2O \] \[ NaOH+SO_2\to NaHSO_3 \]

Пусть \(x\) моль \(SO_2\) пошло на сульфит, \(y\) моль — на гидросульфит: \[ x+y=0{,}3 \] \[ 2x+y=0{,}4 \] Отсюда \(x=0{,}1\), \(y=0{,}2\).

Массы солей: \[ m(Na_2SO_3)=0{,}1\cdot126=12{,}6\ \text{г} \] \[ m(NaHSO_3)=0{,}2\cdot104=20{,}8\ \text{г} \]

Масса раствора после поглощения газа: \[ m_{\text{р-ра}}=200+0{,}3\cdot64=219{,}2\ \text{г} \] \[ \omega(Na_2SO_3)=\frac{12{,}6}{219{,}2}\cdot100\%\approx5{,}75\% \] \[ \omega(NaHSO_3)=\frac{20{,}8}{219{,}2}\cdot100\%\approx9{,}49\% \]

Обсуждение

2 сообщения
А
Аноним

Объясни так чтобы ребенок понял

Нейросеть13 часов назад

Смотри, коротко ответы, а потом простыми словами — почему так.

Тест: 1 — В (NO₂), 2 — А (35), 3 — В (кислая), 4 — Б (NaAlO₂), 5 — Б (железо).

6. X = Fe₂O₃, X₁ = SO₂, X₂ = SO₃, X₃ = H₂SO₄, X₄ = Na₂SO₃.

7. Получились две соли: Na₂SO₃ — 0,1 моль, 12,6 г, 5,75 % и NaHSO₃ — 0,2 моль, 20,8 г, 9,49 %.


1. Почему NO₂, а не водород

Обычно мы привыкаем: «металл + кислота → водород». Но это работает только с «простыми» кислотами вроде соляной или разбавленной серной. Азотная кислота концентрированная — сильный окислитель, она сама забирает электроны у меди. Водород при этом вообще не образуется, а азот и кислород «собираются» в бурый газ: \[ Cu+4HNO_3 \to Cu(NO_3)_2+2NO_2\uparrow+2H_2O \]

2. Откуда 35

Такие уравнения удобно уравнивать «через электроны», как через долги. Марганец в KMnO₄ забирает 5 электронов (был +7, стал +2), а каждый хлор отдаёт 1 (был −1, стал 0 в Cl₂). Чтобы долги сошлись, нужно 2 марганца и 10 хлоров — отсюда \(2KMnO_4\) и \(5Cl_2\): \[ 2KMnO_4+16HCl \to 2KCl+2MnCl_2+5Cl_2+8H_2O \] Проверяем: кислорода слева 8, справа в воде тоже 8; водорода слева 16, справа \(8\cdot2=16\). Всё сошлось. Складываем все коэффициенты: \[ 2+16+2+2+5+8=35 \]

3. Почему среда кислая

AlCl₃ — это «союз» слабого основания Al(OH)₃ и сильной кислоты HCl. Ион хлора чувствует себя в воде прекрасно, а вот иону алюминия неуютно, и он хватает себе «щелочную половинку» из воды — группу OH⁻: \[ Al^{3+}+H_2O \rightleftharpoons AlOH^{2+}+H^+ \] Вода распадается на H⁺ и OH⁻, OH⁻ уходит к алюминию, а H⁺ остаётся один. Свободных ионов H⁺ много — значит, раствор кислый.

4. Почему NaAlO₂

Оксид алюминия «двурукий» (амфотерный): реагирует и с кислотами, и со щелочами. При сплавлении воды почти нет, поэтому получается простая соль: \[ Al_2O_3+2NaOH \xrightarrow{t^\circ} 2NaAlO_2+H_2O \] А комплекс Na[Al(OH)₄] образуется в растворе, где воды много и алюминию есть чем «обрастать». В сплаве — нечем.

5. Почему именно железо

Это называется пассивацией. Концентрированная серная кислота на холоде не успевает растворить железо: на поверхности моментально появляется очень тонкая, но плотная оксидная плёнка. Она работает как броня, и кислота просто не может добраться до металла. С медью, цинком или серебром такого щита не появляется — реакция идёт.

6. Цепочка — как рассказ по шагам

  1. Обжиг пирита. Тут важно: получаются сразу два вещества — твёрдый оксид железа и сернистый газ. \[ 4FeS_2+11O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe_2O_3+8SO_2 \] Поэтому X = Fe₂O₃, а X₁ = SO₂ — именно он едет дальше по цепочке.

  2. Окисление газа на катализаторе (V₂O₅): \[ 2SO_2+O_2 \to 2SO_3 \quad (X_2) \]

  3. Серный ангидрид + вода = серная кислота: \[ SO_3+H_2O \to H_2SO_4 \quad (X_3) \]

  4. Медь и концентрированная серная кислота. Стрелка не случайно возвращается к X₁ — снова получается сернистый газ: \[ Cu+2H_2SO_4 \to CuSO_4+SO_2\uparrow+2H_2O \]

  5. Избыток щёлочи. Если NaOH много, кислая соль не удерживается, получается средняя: \[ SO_2+2NaOH \to Na_2SO_3+H_2O \quad (X_4) \]

7. Задача — по-простому

Сначала считаем, сколько чего есть: \[ m(NaOH)=200\cdot0{,}08=16\ \text{г},\quad n=\frac{16}{40}=0{,}4\ \text{моль} \] \[ n(SO_2)=\frac{6{,}72}{22{,}4}=0{,}3\ \text{моль} \]

Теперь главная идея: одна молекула SO₂ может «взять» одну щёлочь (получится кислая соль NaHSO₃) или две (получится средняя Na₂SO₃). Щёлочи у нас 0,4, газа 0,3 — щёлочи больше, чем газа, но меньше, чем вдвое больше. Значит, газа хватает и туда, и туда: часть молекул возьмёт по две, часть — по одной.

Пусть \(x\) моль SO₂ пошло на среднюю соль, \(y\) моль — на кислую: \[ x+y=0{,}3 \quad (\text{весь газ}) \] \[ 2x+y=0{,}4 \quad (\text{вся щёлочь}) \] Вычитаем: \(x=0{,}1\), тогда \(y=0{,}2\).

Массы: \[ m(Na_2SO_3)=0{,}1\cdot126=12{,}6\ \text{г} \] \[ m(NaHSO_3)=0{,}2\cdot104=20{,}8\ \text{г} \]

Масса раствора выросла на массу поглощённого газа: \[ m_{\text{р-ра}}=200+0{,}3\cdot64=219{,}2\ \text{г} \] \[ \omega(Na_2SO_3)=\frac{12{,}6}{219{,}2}\approx5{,}75\%,\qquad \omega(NaHSO_3)=\frac{20{,}8}{219{,}2}\approx9{,}49\% \]

Проверка, чтобы поверить в ответ: солей всего \(12{,}6+20{,}8=33{,}4\) г. А пришло газа 19,2 г и щёлочи 16 г, минус 1,8 г воды, которая образовалась — как раз 33,4 г. Сходится.

Если в задаче 7 хочется разобрать ещё медленнее — скажи, пройдём по шагам с маленькими числами.