Навеску редкого минерала Х подвергли обжигу в избытке кислорода. При этом образовалось 1,12 л (н. у.) газа А с плотностью по водороду 32, а также 9,75 г смеси двух твёрдых продуктов B и C. При обработке смеси B и C разбавленным раствором гидроксида натрия вещество B растворилось с образованием соли трёхосновной кислоты, содержащей 30,77 % кислорода по массе. Нерастворившийся остаток массой 4,0 г растворили в разбавленной серной кислоте, при этом образовался голубой раствор. Определите количественный состав (формулу) минерала Х и массу навески, взятой для обжига.
Газ с плотностью по водороду 32, т. е. с молекулярной массой 64, полученный при обжиге, — это оксид серы(IV). Следовательно, минерал относится к классу сульфидов. При обжиге получено 0,05 моль Вещество С — предположительно, оксид меди (так как получен при обжиге и растворяется в кислоте, образуя голубой раствор). Тогда его количество 4,0 г : 80 = 0,05 моль.
Масса вещества В составляет 9,75 − 4,0 = 5,75 г. Это кислотный оксид, образующий трёхосновную кислоту, тогда степень окисления элемента в оксиде (и в кислоте) +3, +5 или +7.
+3: маловероятно, так как при обжиге в кислороде получаются высшие степени окисления элементов.
+5: формула натриевой соли трёхосновной кислоты: Обозначим массу неизвестного элемента как х. Тогда: 64 : (69 + x + 64) = 0,3077, х = 74,9, что соответствует мышьяку.
+7: формула соли была бы такого быть не может. Таким образом, минерал содержит 0,05 моль мышьяка. Так как по расчёту соотношение As : Cu : S составляет 1 : 1 : 1, то формула минерала
Его исходная навеска 8,55 г.