ВсОШ 2026, 9 класс, №4
Вещество А используют в качестве светочувствительного реагента: при воздействии УФ-излучения оно разлагается до веществ, которые при проявлении необходимыми реагентами ( реагент Х) дают интенсивное синее окрашивание (р-ция ). Кристаллическое вещество А зеленого цвета хорошо растворимо в воде при этом диссоциирует на четыре иона . Оно может использоваться для получения наночастиц различных магнитных материалов. Мольная доля кислорода в формульной единице А составляет %. На титрование мл раствора, содержащего г вещества А в мл водного раствора, расходуется мл М подкисленного серной кислотой раствора перманганата калия (р-ция ). В результате титрования выделяется газ З, который полностью поглощается водным раствором гидроксида натрия. Масса раствора при этом увеличивается на г. Нагревание вещества А до температуры °С без доступа кислорода приводит к образованию веществ Б и Г, при этом мольная доля кислорода в Б увеличивается до %. Продолжение нагревания Б до °С приводит к образованию В и Г. После пропускания всего газа Г, образовавшегося из г А, через трубку с оксидом фосфора( её масса увеличилась на г.
Вещество В подвергли дальнейшему медленному нагреванию при °С до постоянной массы. В результате образовались твёрдое соединение Д и газ Е (р-ция ). Из г вещества А образовалось г вещества Д. Выделившийся газ Е полностью поглощается раствором серной кислоты. Вещество Д не выделяли, а продолжали медленно нагревать выше °С в различных условиях. Нагревание Д в токе инертного газа приводит к образованию светло-жёлтого соединения Ж и выделению смеси газов Г, З и И (р-ция ), объём которой при последовательном пропускании через трубку с оксидом фосфора( и раствор щелочи уменьшается на %. Если соединение Д нагревать в атмосфере кислорода, то образуется бинарное соединение К и смесь газов З и Г (р-ция ) в массовом соотношении : . Вещество В под действием света распадается на три вещества, одно из которых – газ З (р-ция ). Вопросы:
Вопрос . Определите качественный и количественный состав вещества А, назовите это вещество по систематической номенклатуре, изобразите строение его аниона.
Формула .
Вопрос . Определите вещества Б – К и укажите реагент Х.
Формулы вводите латинскими буквами с обычными цифрами.
Вопрос . Напишите уравнения реакций – .
Ответ приведите в полном решении в конце задачи.
Полное решение задачи.
Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.
Ответ
Решение
-. Данные о потере массы при нагревании вещества А до температуры °С позволяет предположить, что А – кристаллогидрат, а Г – вода . Число молей воды, выделившейся из г А равно /= моль. Записав состав А как В·, молекулярная масса А равна ·/=·. При = получаем, что М(А)= г/моль. Мольная доля атомов кислорода в А равна или / , а в Б – или /. Отсюда следует, что А при превращении в Б теряет одну молекулу воды, т.е состав Б – В·, а состав А – В·. Очевидно, что М(Б)= г/моль, а = г/моль. Газ Е – газ с основными свойствами. Одним из таких газов может быть аммиак . Нетрудно рассчитать (приняв, что в г А содержится около г воды), что в состав А входит = моль , причём очевидно, что в виде катиона аммония. = ( – – ) / = моль, = · = . Из условия задачи следует, что при растворении в воде А диссоциирует на четыре иона – три иона и анион, который окисляется перманганатом калия в кислой среде. мл водного раствора А, пошедшего на титрование подкисленным перманганатом калия, содержится моль А (· / (·) = моль). Число электронов, полученных -ионами в результате реакции титрования равно моль. Отсюда молекулярная масса продукта окисления З равна: М(З)=/= г/моль. Значит З – углекислый газ ). образуется в результате окисления оксалат -ионов –) ( () = / = моль), следовательно в состав А входит моль ионов – (/ = ). Таким образом, моль А содержит в своём составе моль , моль – и моль : · + · +· = г/моль. Остаток – = г/моль соответствует атомной массе железа. Следовательно, искомый состав А: ·
– триоксалатоферрат( аммония.
Вещество Д – (doi: /-()-), что подтверждается величиной М(Д)=/(/)= г/моль. Разложение Д в условиях реакции приводит к образованию оксалата железа( ( ( Ж) и смеси газов – (Г), (З) и (И), что подтверждается объёмной (мольной долей) : /++ = = /, т.е. = моль, = моль и = моль. Разложение Д в условиях реакции приводит к образованию бинарного вещества К – оксида железа( , при этом отношение масс газообразных и равно · : · = :. При разложении на свету происходит внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция с выделением и образованием железа( (doi: /). «Проявителем» Х будет красная кровяная соль
Х = .
Составы зашифрованных веществ А-П приведены в таблице:
| А | Г | Е | З |
|---|---|---|---|
| · | |||
| Б | Д | Ж | И |
| · | |||
| В | реагент Х | К | |
. Уравнения реакций, указанных в условии задачи, приведены ниже:
) + → + + или
+ → ↓ + +
) · + + → ↑ + +
- + + +
)
)
)
) (на свету) → + + ↑