Химия
8 класс
Вопрос
В соляную кислоту внесли 0,156 г измельченного металла. В процессе растворения при нагревании было отмечено, что раствор приобретает голубую окраску, при этом выделяется водород, объем которого равен 72,8 мл при температуре $19^{\circ} С$ и давлении 748 мм рт. ст.
Затем в полученный раствор соли добавили несколько миллилитров - перекиси водорода и окраска раствора изменилась на фиолетово-красную. При обработке вновь полученного раствора избытком аммиачной воды выпал окрашенный осадок гидроокиси, которая после промывания, высушивания и прокаливания имела массу 0,228 г.
Что собой представляет исследуемый металл?
Ответ
Установим эквивалент металла в его реакции с соляной кислотой.
Объем водорода в пересчете на нормальные условия
$V_0 = \frac {pV \cdot 273}{p_0(273 + t^{ \circ})} = 67$ мл.
Эквивалент металла
$Э_1 = m \cdot \frac{V}{V_0} = \frac{0,156 \cdot 67}{22400} = 26$.
Остановим эквивалент металла (Э2) в его оксиде, полученном по описанной в условии задачи схеме.
Масса кислорода в оксиде равна $0,228-0,156 = 0,072$ г, а эквивалент металла в оксиде
$Э_2 = \frac{0,156 \cdot 8}{0,072} = 17,34$.
Атомная масса металла кратна обоим эквивалентам
$A = Э_1 \cdot n_1 = 26 \cdot n_1 = Э_2 \cdot n_2 = 17,34 \cdot n_2$,
откуда $n_1 : n_2 = 2 : 3$, а $A \simeq 52$.
Неизвестный металл - хром ($A \simeq 52$).
При определении металла проведены следующие реакции:
$Cr + 2HCl = CrCl_2 + H_2$,
$2CrCl_2 + 2HCl + H_2O_2 = 2CrCl_3 + H_2O$,
$CrCl_3 + 3NH_3 + 3H_2O = Cr(OH)_3 + 3NH_4Cl$,
$2Cr(OH)_3 = Cr_2O_3 + 3H_2O$.
В ионном виде уравнения имеют вид
$Cr + 2H^{+} = Cr^{2+} + H_2$,
$2Cr^{2+} + 2H^{+} + H_2O_2 = 2Cr^{3+} + 2H_2O$,
$Cr^{3+} + 3H_2O + 3NH_3 = Cr(OH)_3 + 3NH_4^{+}$
(термическое разложение нельзя записать в ионном виде).