Все знают это широко распространённое вещество, бесцветное или белое. Но это вещество (А) встречается и синего цвета: в природе — в виде голубых кристаллов, и это означает, что они долгое время в глубинах земли находились по соседству с породами, содержащими уран, и подверглись радиоактивному облучению; синие кристаллы А также могут быть получены и без какого-либо облучения.
Упомянутое синее вещество А было растворено в воде, при этом образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор нитрата серебра, при этом выпал творожистый белый осадок B (реакция 1), который растворялся в аммиаке с образованием комплекса C (реакция 2).
Раствор A подкислили серной кислотой и добавили избыток перманганата калия, при этом выделился жёлто-зелёный газ D (реакция 3). Этот газ пропустили через раствор гидроксида натрия, при этом образовались вещества E и F (реакция 4). Полученный раствор нагрели до 70 °C, при этом в растворе остались вещества E и G (реакция 5). Затем раствор подкислили серной кислотой и добавили щавелевую кислоту, при этом выделилась смесь газов H и I (реакция 6). Эту смесь газов пропустили в раствор при этом в растворе образовалась смесь из четырёх солей калия: J, K, L, M (реакция 7).
1. Определите вещества A−M, если известно, что из раствора, в котором содержится 1 г вещества A, может
образоваться 2,453 г осадка B, а вещества A и E практически не отличаются по химическому составу.
2. Напишите уравнения всех упомянутых реакций.
3. Почему в реакции 7 образовалась смесь 4 веществ и предложите способ, при котором в реакции 7
образовалась бы смесь только трех веществ из списка J−M.
4. Почему A имеет такой нетипичный для него цвет? Предложите гипотезу, почему такое может происходить.
Жёлто-зелёный газ D и выпадение осадка с нитратом серебра недвусмысленно намекают на то, что A — хлорид, после чего из количества белого осадка и массы A можно найти молярную массу A и установить, что A — хлорид натрия, хоть и несколько необычный.
A — B — C — D — E — F — G — H — I — J — K — L — M —
Уравнения реакций:
Из-за недостатка щёлочи образовалась смесь гидрокарбоната и карбоната. При добавлении избытка щёлочи весь гидрокарбонат перейдёт в карбонат калия.
Пример логических построений (оценивается любая логика, имеющая отношение к задаче и не противоречащая химии): кристаллы галита встречаются голубого цвета. Это означает, что они долгое время в глубинах земли находились по соседству с породами, содержащими уран, и подверглись радиоактивному облучению, и электронная (именно электронная, а не пространственная) структура кристалла отличается от таковой для «обычного» кристалла поваренной соли. В лаборатории тоже можно получить синие кристаллы хлорида натрия. Для этого не потребуется облучения; просто в плотно закрытом сосуде надо нагреть смесь поваренной соли и микроколичеств металлического натрия. Металл способен растворяться в соли. Когда атомы натрия проникают в кристалл, состоящий из катионов и анионов они «достраивают» кристаллическую решётку, занимая подходящие места и превращаясь в катионы Освободившиеся электроны располагаются в тех местах кристалла, где полагалось бы находиться хлорид-анионам Такие необычные места внутри кристалла, занятые электронами вместо ионов, называют «вакансиями». При охлаждении кристалла некоторые вакансии объединяются, это и служит причиной появления синей окраски. И, конечно, при растворении в воде синего кристалла соли образуется бесцветный раствор — совсем как из обычной соли.