Химия

Осадок с известковой водой может образовать оксид серы (IV), выделяющийся при взаимодействии концентрированной серной кислоты с малоактивными металлами и неметаллами:

$Ca (OH)_{2} + SO_{2} = CaSO_{3} \downarrow + H_{2}O$.

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с активными металлами может выделяться сероводород, но сульфид кальция растворим в воде.

$ \nu (CaSO_{3}) = 5,1/120 = 0,0425$ моль.

Для одновалентного металла уравнение реакции

$2A + 2H_{2}SO_{4} = A_{2}SO_{4} + SO_{2} \uparrow + 2H_{2}O$

Из этого уравнения находим молярную массу металла: $\frac{0,18}{0,0425 \cdot 2} = 2,12$ г/моль металла $A$. Для 2-, 3-, 4-валентных металлов получаются соответственно 4,24, 6,36, 8,48 г/моль.

Металлов с такой молярной массой нет. Значит, вещество $A$ - неметалл. Продуктом его окисления концентрированной серной кислотой является газ, взаимодействующий с известковой водой с образованием осадка. Веществом $A$ может быть сера или углерод.

Для серы:
$S + 2H_{2}SO_{4} = 3SO_{2} + 2H_{2}O$;
$\nu (S) = 0,18/32 = 0,056$ моль;
$\nu (SO_{2}) = 0,056 \cdot 3 = 0,0168$ моль;
$m(CaSO_{3}) = 0,0168 \cdot 120 = 2,04$ г, что меньше 5,1 г.

Для углерода:
$C + 2H_{2}SO_{4} = 2SO_{2} + CO_{2} + 2H_{2}O$;
$\nu (CaCO_{3}) = \nu (C) = 0,18/12 = 0,015$ моль;
$m (CaCO_{3}) = 0,015 \cdot 100 = 1,5$ г;
$\nu (CaSO_{3}) = \nu (SO_{2}) = 0,03$ моль;
$ m (CaSO_{3}) = 0,03 \cdot 120 = 3,6$ г.

Общая масса осадка равна 1,5 + 3,6 = 5,1 г, что соответствует условию задачи. Таким образом, вещество $A$ - углерод.