- Имеется смесь оксидов кремния, цинка и меди (II). Предложите способ выделения каждого компонента смеси. Запишите уравнения химических реакций.
- Металл А в свободном виде был выделен в 1808 г. английским ученым-химиком Г. Дэви. Неметалл В был открыт в 1826 г. французским химиком А.Ж. Баларом. Эти два элемента образуют соединение, в котором массовое отношение элемента А к элементу В равно 1:4. Установите элементы А и В, а также формулу образуемого ими бинарного соединения.
- Юный химик получил от учителя четыре склянки без этикеток, содержащие растворы гидроксида калия, хлорида цинка, хлорида бария и сульфида калия. Концентрация веществ в каждом из выданных растворов составляла 0,1 моль/л. Как, не используя дополнительные реактивы и имея в своем распоряжении только фенолфталеиновую бумагу (бумагу, пропитанную спиртовым раствором фенолфталеина), определить содержимое склянок? Предложите последовательность действий юного химика. Запишите уравнения происходящих реакций.
- К 265 г раствора нитрата свинца (II) с массовой долей соли 15% добавили цинковые опилки. Через некоторое время массовая доля нитрата свинца (II) в растворе стала равна 12,6 %. Вычислите массу выделившегося свинца.
- «Глава 13. Что есть живое серебро, и каково его происхождение
...Оно источник всех металлов, как уже отмечено мною раньше. Все металлы сотворены из него. Оно смешивается с железом, и ни один металл не может быть озолочен без помощи живого серебра.
Прибавлю еще. Живое серебро и сера, если их подвергнуть возгонке с нашатырем, обратятся в сверкающий красный порошок. Когда же этот порошок сгорает в пламени, он вновь возвращается к прежнему состоянию»...
Альберт Великий «Малый алхимический свод» XIII в.«Живое серебро» образует два хлорида (472,1 г/моль и 271,5 г/моль), известных человеку за 500–300 лет до н.э. Название первого — «каломель». Белая блестящая масса кристалликов каломели на свету быстро темнеет и частично превращается во второй хлорид — «сулему». Сулему из каломели можно получить действием на последнюю хлором. Возможно и обратное превращение — действием на водный раствор сулемы сернистым газом.- Какое вещество называл Альберт Великий «живым серебром»?
- «Живое серебро» часто можно встретить в природе в виде сульфида. Как получают его из природных сульфидов? Напишите соответствующее уравнение реакции.
- Установите состав и современные названия хлоридов «живого серебра», если известно, что в составе каломели его содержится 85% по массе.
- Напишите уравнения реакций превращения каломели в сулему и наоборот.
- В первую мировую войну, как боевое отравляющее вещество, использовался фосген — жидкость с температурой кипения +8°С. Он содержит С — 12%, О — 16% и Cl — 72% по массе. Фосген легко дезактивируется (теряет свои отравляющие свойства) при взаимодействии с водой, раствором щелочи, аммиаком и легко разрушается при контакте с нагретым оксидом меди (II). Определите формулу фосгена и запишите уравнения его взаимодействия с водой, гидроксидом натрия, аммиаком и оксидом меди (II).
РЕШЕНИЯ
- На смесь действуют сильной кислотой:
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
ZnO + 2H+ = Zn2+ + H2O
Отделяют осадок оксида кремния.
К растворам солей меди (II) и цинка приливают избыток раствора щелочи, кипятят полученную смесь. Выпавший осадок гидроксида меди (II) разлагается:
Cu2+ + 2ОН– = Cu(ОН)2↓
Zn2+ + 4ОН– = [Zn(ОН)4]2–
Cu(ОН)2 = CuO + H2O
Отфильтровывают осадок оксида меди (II), фильтрат нейтрализуют кислотой, выпадает осадок гидроксида цинка. При прокаливании осадка образуется оксид цинка.
[Zn(ОН)4]2– + 2Н+ = Zn(ОН)2 + 2H2O
Zn(ОН)2 = ZnO + H2O
- Требованию задачи отвечают элементы кальций (Аr = 40) и бром (Аr = 80). Они образуют соединение СаВr2, в котором отношение масс элементов равно 1:4.
- Фенолфталеин принимает малиновую окраску в щелочной среде. Окраска появляется в растворах гидроксида калия и сульфида калия:
К2S + НОН
КНS + КОН
Определяем, в какой склянке находятся гидроксид калия и сульфид калия.
Приливаем к пробам растворов, в которых окраска фенолфталеина не изменилась, содержимое одной из склянок. Если выпадает белый осадок, не растворяющийся в избытке раствора реактива – это раствор сульфида калия, а анализируемый раствор содержит хлорид цинка.
К2S + ZnCl2 = ZnS↓ + 2КCl
Если выпадает студенистый осадок, растворимый в избытке реактива, то приливаемый раствор содержит гидроксид калия, а анализируемый раствор содержит хлорид цинка.
2КОН + ZnCl2 = Zn(ОН)2↓ + 2КСl
Zn(ОН)2↓ + 2КОН = К2[Zn(OH)4] или
Zn(ОН)2↓ + 2КОН = К2ZnО2 + 2Н2О
В склянке, к пробам которой при приливании растворов К2S и КОН видимых изменений не происходит, содержится хлорид бария.
- Уравнение реакции:
Pb(NO3)2 + Zn = Zn(NO3)2 + Pb
Пусть выделится х моль свинца, тогда в раствор перейдет х моль цинка.
Масса нитрата свинца (II) в исходном растворе 265 · 0,15 = 39,75 г.
Масса нитрата свинца (II) после реакции 39,75 – х · М(Pb(NO3)2) = 39,75 – 331х.
Масса раствора после реакции: 265 – 207х + х · 65 = 265 – 142х.
По условию задачи в полученном растворе массовая доля Pb(NO3)2 равна 12,6% или 0,126. Получаем уравнение:
(39,75 – 331x) / (265 – 142x) = 0,126
Решая уравнение, получаем х ≈ 0,02 моль.
Масса свинца равна 4,14 г.
- «Живое серебро» — ртуть. Можно определить по названиям веществ или рассчитать относительную атомную массу элемента в каломели.
Пусть формула хлорида — каломели — ЭxCly, Ar(Э) = a.
Решая систему, получаем y = 2.
При x = 2 получаем единственное решение a = 200,6.
Таким образом искомый элемент — ртуть, а формула каломели — Hg2Cl2, это хлорид ртути (I).
Используя значение молярной массы сулемы, легко определить ее формулу HgCl2, это хлорид ртути (II).
Природный сульфид ртути — киноварь — HgS. Ртуть получают окислительным обжигом сульфида:
HgS + O2 = Hg + SO2
Hg2Cl2 = HgCl2 + Hg
Hg2Cl2 + Cl2 = 2HgCl2
2HgCl2 + SO2 + 2H2O = Hg2Cl2 + H2SO4 + 2HCl
- В 100 г вещества фосгена содержится следующие количества моль атомов:
n(С) = 12/12 = 1 моль; n(О) = 16/16 = 1 моль; n(Cl) = 72/35,5 ≈ 2 моль.
Следовательно, формула вещества фосгена СОСl2.
СОСl2 + Н2О = 2НСl + СО2
СОСl2 + 4NaOH = Na2CO3 + 2NaCl + 2H2O
СОСl2 + 4NH3 = NH2–CO–NH2 + 2NH4Cl
СОСl2 + CuO = CuCl2 + CO2
