Жёлтый порошок, который легко загорается
Желтый порошок X плавится и легко загорается на воздухе, образуя резкий газ B.
Желтый порошок X плавится и легко загорается на воздухе, образуя резкий газ B (реакция 1). Если пропускать B над катализатором ($V_2O_5$) с кислородом, он окисляется до высшего оксида C — летучей жидкости с массовой долей серы $40,00\%$ (реакция 2). Оксид C жадно поглощает воду, давая сильную двухосновную кислоту D (реакция 3). Концентрированная кислота D реагирует с медью при нагревании, восстанавливаясь обратно до газа B (реакция 13).
Из природного минерала пирита H (массовая доля серы $53,33\%$) также получают газ B путем обжига (реакция 12).
При реакции X с водородом образуется газ A с запахом тухлых яиц (реакция 4). Газ A можно сжечь: при недостатке кислорода он превратится в X (реакция 6), а при избытке — в B (реакция 5). При его пропускании через растворы солей тяжелых металлов выпадают черные сульфиды, например I ($CuS$) (реакция 7). Раствор газа A нейтрализуется щелочью до соли E (реакция 8), а газ B — до соли F (реакция 10). Если к соли F добавить разбавленную кислоту D, то со вскипанием выделится газ B и останется сульфат G (реакция 11). Аналогично, из соли E можно вытеснить газ A с помощью соляной кислоты (реакция 9).
Соли кислоты D легко обнаружить хлоридом бария: выпадает тяжелый белый осадок J, нерастворимый в кислотах, массовая доля бария в котором ровно $58,80\%$ (реакция 14).
Схема превращений (11 веществ):
- A → B + O₂ (изб), t° (реакция 5)
- C → D + H₂O (реакция 3)
Показать решение и уравнения реакций
ОтветШаг 1: Расшифровка веществ.
Высший оксид C с $\omega(S) = 40,00\%$ — это $SO_3$. $M = 32 + 48 = 80$. $\omega(S) = 32/80 = 0.40$.
Пирит H с $\omega(S) = 53,33\%$ — это $FeS_2$. $M = 56 + 64 = 120$. $\omega(S) = 64/120 \approx 0.5333$.
Белый осадок J с $\omega(Ba) = 58,80\%$ — это $BaSO_4$. $M = 137 + 32 + 64 = 233$. $\omega(Ba) = 137/233 \approx 0.5880$.
Следовательно, X — Сера ($S$).
Вещества: X = $S$, A = $H_2S$, B = $SO_2$, C = $SO_3$, D = $H_2SO_4$, E = $Na_2S$, F = $Na_2SO_3$, G = $Na_2SO_4$, H = $FeS_2$, I = $CuS$, J = $BaSO_4$.
Реакции (14 уравнений):
1. $S + O_2 \xrightarrow{t^\circ} SO_2$
2. $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{t^\circ, V_2O_5} 2SO_3$
3. $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$
4. $S + H_2 \xrightarrow{t^\circ} H_2S$
5. $2H_2S + 3O_2(изб) \xrightarrow{t^\circ} 2SO_2 + 2H_2O$
6. $2H_2S + O_2(нед) \xrightarrow{t^\circ} 2S + 2H_2O$
7. $H_2S + CuSO_4 \rightarrow CuS\downarrow + H_2SO_4$
8. $H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$
9. $Na_2S + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2S\uparrow$
10. $SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O$
11. $Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O$
12. $4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe_2O_3 + 8SO_2\uparrow$
13. $Cu + 2H_2SO_4(конц) \xrightarrow{t^\circ} CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$
14. $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$