Твёрдый металл с голубым раствором соли
Твердый серебристо-белый металл X растворяется в соляной кислоте без доступа воздуха с образованием голубого раствора соли G.
Твердый серебристо-белый металл X растворяется в соляной кислоте без доступа воздуха с образованием голубого раствора соли G (реакция 1). Однако на воздухе эта соль быстро окисляется. При действии на G хлора образуется зеленая соль H (реакция 2), а при добавлении сульфида натрия выпадает черный осадок M (реакция 3).
При сжигании X в кислороде образуется зеленый тугоплавкий порошок A (реакция 4). Сплавление порошка A с хлоратом калия ($KClO_3$) и карбонатом калия приводит к образованию желтого соединения B (реакция 5). Из раствора B действием хлорида бария можно осадить красивый желтый осадок K (реакция 6).
При подкислении раствора B серной кислотой цвет меняется на оранжевый, и кристаллизуется соль C (реакция 7) (при действии щелочи она переходит обратно в соль B, реакция 8). Массовая доля кислорода в соли C составляет $38,10\%$. Если на сухую соль C подействовать концентрированной серной кислотой, выпадают темно-красные иглы соединения I (реакция 9) (массовая доля кислорода $48,00\%$), которое при сильном нагревании со взрывом разлагается на исходный оксид A и кислород (реакция 10). А если соль C нагреть с хлоридом калия и конц. серной кислотой, полетит кроваво-красная тяжелая жидкость J (реакция 11) (хромилхлорид, массовая доля металла $33,55\%$), которая при растворении в щелочи гидролизуется обратно до желтой соли B (реакция 12).
Если через подкисленный раствор C пропустить сернистый газ, раствор зеленеет из-за сульфата D (реакция 13). При добавлении к D водного аммиака выпадает серо-зеленый осадок E (реакция 14). При растворении E в азотной кислоте получается раствор соли L (реакция 16), в серной кислоте — раствор соли D (реакция 15), а в избытке щелочи — изумрудно-зеленый раствор комплексной соли F (реакция 17). При прокаливании гидроксида E образуется оксид A (реакция 18).
Схема превращений (13 веществ):
- I → A t° (реакция 10)
Показать решение и уравнения реакций (18 шт)
ОтветШаг 1: Идентифицируем хром по изменениям цвета: $Cr^{3+}$ (зеленый), $CrO_4^{2-}$ (желтый), $Cr_2O_7^{2-}$ (оранжевый), $CrO_3$ (красный).
Оранжевая соль C — $K_2Cr_2O_7$ ($\omega(O) = 112/294 = 38,1\%$).
Красные иглы I — $CrO_3$ ($\omega(O) = 48/100 = 48,0\%$).
Летучая красная жидкость J — $CrO_2Cl_2$ ($\omega(Cr) = 52/155 \approx 33,55\%$).
Вещества: X = Cr, A = $Cr_2O_3$, B = $K_2CrO_4$, C = $K_2Cr_2O_7$, D = $Cr_2(SO_4)_3$, E = $Cr(OH)_3$, F = $K_3[Cr(OH)_6]$, G = $CrCl_2$, H = $CrCl_3$, I = $CrO_3$, J = $CrO_2Cl_2$, K = $BaCrO_4$, L = $Cr(NO_3)_3$, M = $CrS$.
Реакции:
1. $Cr + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + H_2\uparrow$
2. $2CrCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2CrCl_3$
3. $CrCl_2 + Na_2S \rightarrow CrS\downarrow + 2NaCl$
4. $4Cr + 3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Cr_2O_3$
5. $Cr_2O_3 + KClO_3 + 2K_2CO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2K_2CrO_4 + KCl + 2CO_2\uparrow$
6. $K_2CrO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaCrO_4\downarrow + 2KCl$
7. $2K_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + K_2SO_4 + H_2O$
8. $K_2Cr_2O_7 + 2KOH \rightarrow 2K_2CrO_4 + H_2O$
9. $K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4(конц) \rightarrow 2CrO_3\downarrow + K_2SO_4 + H_2O$
10. $4CrO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2Cr_2O_3 + 3O_2\uparrow$
11. $K_2Cr_2O_7 + 4KCl + 3H_2SO_4(конц) \xrightarrow{t^\circ} 2CrO_2Cl_2\uparrow + 3K_2SO_4 + 3H_2O$
12. $CrO_2Cl_2 + 4KOH \rightarrow K_2CrO_4 + 2KCl + 2H_2O$
13. $K_2Cr_2O_7 + 3SO_2 + H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O$
14. $Cr_2(SO_4)_3 + 6NH_3 \cdot H_2O \rightarrow 2Cr(OH)_3\downarrow + 3(NH_4)_2SO_4$
15. $2Cr(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 6H_2O$
16. $Cr(OH)_3 + 3HNO_3 \rightarrow Cr(NO_3)_3 + 3H_2O$
17. $Cr(OH)_3 + 3KOH \rightarrow K_3[Cr(OH)_6]$
18. $2Cr(OH)_3 \xrightarrow{t^\circ} Cr_2O_3 + 3H_2O$