Химия
8 класс
Вопрос
При анализе некоторого окисла металла установлено, что он содержит 41,03 % кислорода. Известно также, что при растворении 4,875 г этого окисла в воде было получено 500 мл водного раствора, 200 мл которого использовали для нейтрализации 50 мл 1 н. серной кислоты. В процессе приготовления раствора было отмечено выделение кислорода. Полученный раствор имел щелочной характер.
Что собой представлял неизвестный окисел? Определите концентрацию полученного раствора и напишите уравнение реакции этого вещества с хромитом натрия.
Ответ
Соединение содержит 58,97 % металла и 41,03 % кислорода. Обычные оксиды при действии воды не выделяют кислорода, следовательно, исследуемое соединение может быть пероксидом. В 4,8765 г вещества содержится $4,8765 \times 0,5897 = 2,875$ г металла и $4,8765 - 2,875 = 2,0015$ г кислорода.
Если ошибочно принять эквивалент кислорода равным 8 (что неверно для пероксидов), то неправильный эквивалент металла
$Э^{*} = \frac{2,875 \cdot 2,0015}{8} = 11,5$.
Поскольку эквивалент кислорода в пероксидах равен $8n$ то истинный эквивалент металла равен $11,5n$, и при $n = 2$ (эквивалент кислорода в пероксиде равен 16) эквивалент металла равен $11,5 \cdot 2 = 23$, что соответствует эквиваленту натрия ($А = Э = 23$).
В реакцию с водой был введен пероксид натрия
$Na_2O_2 + 2H_2O = 2NaOH + H_2O_2$,
$2H_2O_2 = 2H_2O + O_2$.
По результатам титрования можно установить концентрацию раствора
50 мл \cdot 1 н. = 200 мл \cdot $x$. н.,
$х = 0,25$ н.
По приведенному уравнению реакции
из 78 г $Na_2O_2$ образуется 80 г $NaOH$,
из 4,875 г $Na_2O_2$ - $х$ г $NaOH$,
$х = 5 \: г NaOH$.
При содержании 5 г $NaOH$ ($Э = 40$), т. е. 0,125 моля $NaOH$, в 500 мл раствора его концентрация
$c_н = \frac{0,125 \cdot 1000}{500} = 0,25$ н.
соответствует концентрации, определенной по результатам титрования. При взаимодействии щелочного раствора перекиси водорода с хромитом натрия будет происходить реакция
$2NaCrO_2 + 3Na_2O_2 + 2H_2O = 2Na_2CrO_4 + 4NaOH$
или
$2NaCr(OH)_4 + 3Na_2O_2 = 2Na_2CrO_4 + 4NaOH + 2H_2O$.