Металл, который чернеет на воздухе
Розовато-красный металл X при нагревании на воздухе чернеет, образуя оксид A (минерал тенорит).
Розовато-красный металл X при нагревании на воздухе чернеет, образуя оксид A (минерал тенорит) (реакция 1). Массовая доля металла в A составляет $80,00\%$. Растворение A в серной кислоте дает голубой раствор соли B (в гидратированном виде — медный купорос) (реакция 2). При добавлении к B щелочи выпадает голубой студенистый осадок C (реакция 3), а при пропускании сероводорода — черный осадок F (минерал ковеллин) (реакция 6).
Осадок C способен растворяться в избытке водного аммиака с образованием красивого василькового раствора D (реактив Швейцера) (реакция 4). Если же осадок C нагреть с альдегидом, то он восстанавливается, и выпадает кирпично-красный осадок E (минерал куприт) (реакция 5), в котором массовая доля металла равна $88,89\%$.
Сам металл X также может образовывать соль G при растворении в разбавленной азотной кислоте (реакция 7).Другой благородный металл H растворяется в концентрированной азотной кислоте с образованием бесцветной соли I (ляпис) (реакция 9). В соли I массовая доля металла составляет $63,53\%$. Если металл X опустить в раствор I, то металл H вытесняется в виде серебристых игл, а раствор синеет из-за образования соли G (реакция 8).
Из соли I можно получить несколько характерных осадков: с хлоридом натрия выпадает белый творожистый J (роговое серебро) (реакция 10), со щелочью — бурый L (реакция 12), а с сероводородом — черный N (аргентит) (реакция 15). Осадки J и L легко растворяются в водном аммиаке, образуя прозрачные аммиакаты K (реакция 11) и M (реакция 13) соответственно. Раствор M (реактив Толленса) при нагревании с альдегидами дает блестящее зеркальное покрытие на стенках пробирки, восстанавливаясь до чистого металла H (реакция 14).
Схема превращений (15 веществ):
- J → K + NH₃(водн) (реакция 11)
- L → M + NH₃(водн) (реакция 13)
Показать решение и уравнения реакций
ОтветШаг 1: Расшифровка веществ.
Оксид A (тенорит) с $\omega(Me) = 80,00\%$ — это $CuO$. $M = 64 + 16 = 80$. $\omega(Cu) = 64/80 = 0.80$. Металл X — Медь.
Оксид E (куприт) с $\omega(Me) = 88,89\%$ — это $Cu_2O$. $M = 64\cdot 2 + 16 = 144$. $\omega(Cu) = 128/144 \approx 0.8889$.
Ляпис I с $\omega(Me) = 63,53\%$ — это $AgNO_3$. $M = 108 + 14 + 48 = 170$. $\omega(Ag) = 108/170 \approx 0.6353$. Металл H — Серебро.
Вещества: X = $Cu$, A = $CuO$, B = $CuSO_4$, C = $Cu(OH)_2$, D = $[Cu(NH_3)_4](OH)_2$, E = $Cu_2O$, F = $CuS$, G = $Cu(NO_3)_2$, H = $Ag$, I = $AgNO_3$, J = $AgCl$, K = $[Ag(NH_3)_2]Cl$, L = $Ag_2O$, M = $[Ag(NH_3)_2]OH$, N = $Ag_2S$.
Реакции (15 уравнений):
1. $2Cu + O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CuO$
2. $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$
3. $CuSO_4 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + K_2SO_4$
4. $Cu(OH)_2 + 4NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4](OH)_2$
5. $2Cu(OH)_2 + CH_3CHO \xrightarrow{t^\circ} Cu_2O\downarrow + CH_3COOH + 2H_2O$
6. $CuSO_4 + H_2S \rightarrow CuS\downarrow + H_2SO_4$
7. $3Cu + 8HNO_3(разб) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O$
8. $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag\downarrow$ (Описывает переходы X->H и I->G)
9. $Ag + 2HNO_3(конц) \rightarrow AgNO_3 + NO_2\uparrow + H_2O$
10. $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$
11. $AgCl + 2NH_3 \rightarrow [Ag(NH_3)_2]Cl$
12. $2AgNO_3 + 2KOH \rightarrow Ag_2O\downarrow + 2KNO_3 + H_2O$
13. $Ag_2O + 4NH_3 + H_2O \rightarrow 2[Ag(NH_3)_2]OH$
14. $CH_3CHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t^\circ} 2Ag\downarrow + CH_3COONH_4 + 3NH_3\uparrow + H_2O$
15. $2AgNO_3 + H_2S \rightarrow Ag_2S\downarrow + 2HNO_3$