Металл с прочной защитной оксидной плёнкой
Серебристо-белый легкий металл X покрыт прочной оксидной пленкой.
Серебристо-белый легкий металл X покрыт прочной оксидной пленкой. При сплавлении его порошка с серой образуется бинарное соединение A (реакция 1), в котором массовая доля серы составляет $64\%$.
При гидролизе вещества A выделяется газ с запахом тухлых яиц и образуется белый студенистый осадок B (реакция 2). Если к осадку B добавить избыток щелочи, образуется прозрачный раствор комплексной соли C (реакция 7) (из которого пропусканием углекислого газа можно снова осадить гидроксид B, реакция 8), а если осадок B прокалить, то образуется белый тугоплавкий порошок D (реакция 9) (в котором массовая доля металла равна $52,94\%$).
Интересно, что если порошок D сплавить с твердой щелочью, образуется средняя соль F (реакция 10). Металл X также может реагировать с хлором при нагревании с образованием хлорида E (реакция 5), который бурно взаимодействует с водным раствором аммиака, снова давая осадок B (реакция 6).
При нагревании X с углеродом образуется карбид H (с массовой долей углерода ровно $25,00\%$) (реакция 3), водный гидролиз которого приводит к получению осадка B и горючего газа I (основного компонента природного газа) (реакция 4).
Схема превращений:
- H → B + H₂O (реакция 4)
Показать решение и уравнения реакций
ОтветШаг 1: Рассчитаем молярную массу вещества A (сульфид металла X). Допустим, это сульфид алюминия $Al_2S_3$. $M = 27\cdot 2 + 32\cdot 3 = 150$. $\omega(S) = 96/150 = 0.64$ ($64\%$). Подтверждено: X = Al, A = $Al_2S_3$.
Проверим массовые доли остальных веществ:
Для оксида D ($Al_2O_3$): $\omega(Me) = \frac{{27 \cdot 2}}{{102}} \cdot 100\% \approx 52,94\%$. Совпадает.
Для карбида H ($Al_4C_3$): $\omega(C) = \frac{{12 \cdot 3}}{{144}} \cdot 100\% = 25,00\%$. Совпадает.
Вещества: B = $Al(OH)_3$, C = $Na[Al(OH)_4]$, D = $Al_2O_3$, E = $AlCl_3$, F = $NaAlO_2$, H = $Al_4C_3$, I = $CH_4$.
Реакции (10 уравнений):
1. $2Al + 3S \xrightarrow{t^\circ} Al_2S_3$
2. $Al_2S_3 + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3\downarrow + 3H_2S\uparrow$
3. $4Al + 3C \xrightarrow{t^\circ} Al_4C_3$
4. $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + 3CH_4\uparrow$
5. $2Al + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2AlCl_3$
6. $AlCl_3 + 3NH_3 \cdot H_2O \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + 3NH_4Cl$
7. $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$
8. $Na[Al(OH)_4] + CO_2 \rightarrow Al(OH)_3\downarrow + NaHCO_3$
9. $2Al(OH)_3 \xrightarrow{t^\circ} Al_2O_3 + 3H_2O$
10. $Al_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{t^\circ} 2NaAlO_2 + H_2O$