Химия
8 класс
Вопрос
Бесцветные соли А и Б хорошо растворимы в вода. Если на соль А подействовать концентрированной серной кислотой, то выделяется бесцветный газ В. При электролизе водного раствора этого газа на аноде выделяется газ Г с резким запахом. Если концентрированной серной кислотой подействовать на соль Б, то среди продуктов реакции образуется простое твердое вещество Д, при взаимодействиb которого с газом Г в растворе гидроксида калия получается вещество А и новое вещество Е. При нагревании последней ниже $ 1000^{ \circ }C$ образуется вещество Б. Определить, ято собой представляют вещества А, Б, В, Г, Д и Е. Написать уравнения реакций.
Ответ
В состав солей А и Б входит калий, так как согласно условию задачи при взаимодействии газа Г и простого вещества Д в растворе гидроксида калия образуются соль А и вещество Е, при разложении последнего получается соль В. Искомой солью А могут быть сульфит, сульфид, карбонат, хлорид, фторид, бромид, йодид и нитрат калия. Бесцветные газы выделяются в результате реакций;
$K_{2}SO_{3} + H_{2}SO_{4} = K_{2}SO_{4} + SO_{2} \uparrow + H_{2}O$
$K_{2}S + 4H_{2}SO_{4} = K_{2}SO_{4} + 4SO_{2} \uparrow + 4H_{2}O$
или
$K_{2}S + 2H_{2}SO_{4} = K_{2}SO_{4} + S + SO_{2} \uparrow + 2H_{2}O$
$KCl + H_{2}SO_{4} = KHSO_{4} + HCl \uparrow$
$KF + H_{2}SO_{4} = KHSO_{4} + HF \uparrow$
$2KBr + 2_{2}SO_{4} = K_{2}SO_{4} + Br_{2} + SO_{2} \uparrow + 2H_{2}O$
$2KI + 2H_{2}SO_{4} = K_{2}SO_{4} + I_{2} + SO_{2} \uparrow + 2H_{2}O$
или
$8KI + 5H_{2}SO_{4} = 4K_{2}SO_{4} + 4I_{2} + H_{2}S \uparrow + 4H_{2}O$
При действии концентрированной серной кислотой на нитрат калия выделяется бурый газ, поэтому нитрат калия исключается.
Газ с резким запахом при электролизе водного раствора может быть получен лишь из раствора хлороводорода. Следовательно, искомой солью А является хлорид калия, газом В - хлороводород, газом Г - хлор.
Солью Б может быть сульфид или йодид калия. В обоих случаях при действии на соли концентрированной серной кислотой возможно образование твердых простых веществ (сера или йод).
Согласно условию задачи в результате реакции газа Г (хлор) с твердым веществом Д (сера или йод) в растворе щелочи образуется вещество А (хлорид калия) и новое вещество Е, при нагревании которого ниже $1000^{ \circ }C$ должно образоваться вещество Б.
В случае серы окисление ее хлором в щелочной среде приводит к образованию сульфата или сульфита:
$3Cl_{2} + S + 8KOH = 6KCl + K_{2}SO_{4} + 4H_{2}O$
$2Cl_{2} + S + 6KOH = 4KCl + K_{2}SO_{3} + 3H_{2}O$
Образовавшийся в результате первой реакции сульфат калия при нагревании ниже $1000^{ \circ }C$ устойчив, в то время как сульфит калия при температуре $800^{ \circ }C$ разлагается:
$4K_{2}SO_{3} = K_{2}S + 3K_{2}SO_{4}$
Один из продуктов разложения - сульфид калия (вещество Б) удовлетворяет условию задачи, и веществом Е может быть сульфит калия.
В случае йода окисление его хлором в щелочной среде приводит к образованию гипойодата:
$5Cl_{2} + I_{2} + 12KOH = 10KCl + 2KIO_{3} + 6H_{2}O$
который при нагревании разлагается:
$2KIO_{3} = 2KI + 3O_{2}$
При этом образуется йодид калия (вещество Б), что тоже удовлетворяет условию задачи, и веществом Е может быть гипойодат калия.
Таким образом, веществом Б является сульфид или йодид калия, веществом Д - сера или йод, веществом Е - сульфит или гипойодат калия.