Девятый класс Задача 9-1

Задача 9-3

1. 
   Считая, что все реакции происходят количественно, определите состав порошка.
   
2. 
   Какие вещества входят в состав твердого остатка?
   
3. 
   Какие вещества находятся в растворе после обработки твердого остатка соляной кислотой?
   
4. 
   Запишите уравнения реакций 1-6.
   

При добавлении нитрата стронция к раствору, полученному после обработки твердого остатка соляной кислотой, образуется белый осадок соли стронция, нерастворимый в кислотах. Этому условию отвечает сульфат стронция.

Тогда, n(SrSO₄) = 18,4/184 = 0,1 моль.

При взаимодействии пероксида натрия с неизвестным газом образуется сульфат. Поскольку газ получен в результате обжига, значит, над пероксидом натрия пропущен сернистый газ, SO₂.

Общее количество газа, выделившегося при обжиге, составляет:

Если бы был только сернистый газ, то при поглощении 0,1 моль сернистого газа объем смеси должен уменьшиться вдвое. Полного поглощения газа, полученного при обжиге смеси, пероксидом натрия не происходит. Таким образом, газ, полученный при прокаливании белого порошка на воздухе – это газовая смесь.

После реакции с пероксидом натрия объем газовой смеси составляет четверть от исходного. Значит, второй газ, содержащийся в смеси, полученной при обжиге, реагирует с пероксидом натрия с образованием еще одного газа. Это может быть углекислый газ:

.

В результате взаимодействия газовой смеси с пероксидом расходуются 0,2 моль газа (по 0,1 моль СО₂ и SO₂) и выделяется 0,05 моль кислорода.

Таким образом, полагаем, что при прокаливании на воздухе получена смесь из 0,1 моль сернистого газа и 0,1 моль углекислого газа.

Можно предположить, что в состав смеси могут входить сульфид (или сульфит) и карбонат. Хотя бы одно из веществ представляет собой соль кальция, так как смесь окрашивает пламя в кирпично-красный цвет. Сульфид кальция придавал бы смеси запах сероводорода, отчетливо ощутимый при хранении на влажном воздухе. Если это сульфит кальция, то в смеси его содержится

Тогда г. М(MeCO₃) = 7.7/0,1=77 г/моль. Молярная масса металла г/моль. Такого металла нет.

Поскольку выделилось по 0.1 моль газов, значит в смеси было по 0.1 моль солей. Масса карбоната кальция в исходной смеси составляет

Таким образом, молярная масса соли неизвестного металла равна (19.7 – 10.0)/0.1 = 9.7∙10 = 97г /моль.

Если вторая соль сульфит, то молярная масса двухвалентного металла составляет г/моль. Металла с такой молярной массой нет.

Если вторая соль сульфид, то молярная масса двухвалентного металла составляет

(97-32)=65 г/моль. Это соответствует молярной массе цинка. Таким образом, вторая соль в смеси сульфид цинка.

Таким образом, белый порошок – смесь 0,1 моль ZnS и 0,1 моль CaCO₃.

CaCO₃ = CaO + CO₂ (1)

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂ (2)

В состав твердого остатка входят сульфат и карбонат натрия (и, возможно, избыток Na₂O₂)

1. 
   за расчет количества вещества сульфата стронция 1 б
   
2. 
   за определение количества вещества сернистого газа 1 б
   
3. 
   за определение общего количества выделившегося газа 1 б
   
4. 
   за определение количества вещества углекислого газа 1 б
   
5. 
   за определение формулы карбоната кальция 3 б
   
6. 
   за определение формулы сульфида цинка 4 б
   
7. 
   за определение состава твердого остатка (по 1 б) 2 б
   
8. 
   за определение состава раствора (по 0,5 б) 1 б
   
9. 
   за уравнения реакций (по 1 б) 6 б