сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Каж­дый год хи­ми­че­ский фа­куль­тет МГУ им. М. В. Ло­мо­но­со­ва про­во­дит День хи­ми­ка, по­свящённый оче­ред­но­му эле­мен­ту Пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы Д. И. Мен­де­ле­е­ва. В этом Дне хи­ми­ка с удо­воль­стви­ем при­ни­ма­ют уча­стие и со­ста­ви­те­ли задач «Выс­шей пробы»  — сту­ден­ты и пре­по­да­ва­те­ли ка­фед­ры РАН хим­фа­ка МГУ, Выс­ше­го хи­ми­че­ско­го кол­ле­джа РАН, Фа­куль­те­та химии Выс­шей школы эко­но­ми­ки; со­труд­ни­ки ин­сти­ту­тов Рос­сий­ской ака­де­мии наук. В 2020 году День хи­ми­ка по­свящён эле­мен­ту, про­яв­ля­ю­ще­го все ха­рак­тер­ные для его груп­пы хи­ми­че­ские свой­ства. Обо­зна­чим его Х.

Вод­ный рас­твор со­еди­не­ния, со­дер­жа­ще­го эле­мент Х и во­до­род, разъ­еда­ет стек­ло, а в при­сут­ствии кис­ло­ро­да  — се­реб­ро и зо­ло­то. Сам эле­мент в виде про­сто­го ве­ще­ства легко ре­а­ги­ру­ет с во­до­ро­дом и га­ло­ге­на­ми. В ре­ак­ции с кис­ло­ро­дом в за­ви­си­мо­сти от усло­вий об­ра­зу­ет­ся ряд ве­ществ  — от X_2$O_2$ до XO_2$, а в при­сут­ствии озона  — и XO_3$. Этот ряд со­еди­не­ний с кис­ло­ро­дом при рас­тво­ре­нии в воде не­из­мен­но об­ра­зу­ет то самое со­еди­не­ние, ко­то­рое (см. выше) разъ­еда­ет стек­ло, рас­тво­ря­ет се­реб­ро и зо­ло­то.

При сго­ра­нии на воз­ду­хе 500 мг Х по­лу­че­но 620,3 мг оран­же­во-жёлтого про­дук­та. Про­дукт пол­но­стью рас­тво­ри­ли в тёплой воде так, что об­ра­зо­ва­лось 250,0 см3 рас­тво­ра. На тит­ро­ва­ние 25,0 см3 этого рас­тво­ра тре­бу­ет­ся 18,79 см3 рас­тво­ра сер­ной кис­ло­ты с кон­цен­тра­ци­ей 0,01 моль/дм3.

1)  Опре­де­ли­те не­из­вест­ный ме­талл и оран­же­во-жёлтый про­дукт, по­лу­чен­ный при сго­ра­нии.

2)  На­пи­ши­те урав­не­ния всех упо­мя­ну­тых ре­ак­ций.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Опи­сан­ные свой­ства могут ука­зы­вать на цезий. Про­ве­рим дан­ное пред­по­ло­же­ние расчётом. На тит­ро­ва­ние за­тра­че­но 18,79 · 10–5 моль сер­ной кис­ло­ты. Так как тит­ро­ва­ли одну де­ся­тую об­ще­го ко­ли­че­ства по­лу­чен­но­го рас­тво­ра, то на весь рас­твор ушло бы 18,79 · 10–4 моль сер­ной кис­ло­ты. Счи­тая, что в рас­тво­ре гид­рок­сид од­но­ва­лент­но­го ме­тал­ла, по­лу­ча­ем, что этого гид­рок­си­да  — 37,58 · 10–4 моль.

Так как гид­рок­сид по­лу­чен из 0,5 г ме­тал­ла, легко опре­де­лить, что атом­ная масса ме­тал­ла  — 133, то есть это дей­стви­тель­но цезий.

Опре­де­лим оран­же­во-жёлтый про­дукт окис­ле­ния: на 0,5 г цезия он со­дер­жит 0,1203 г кис­ло­ро­да. Тогда на 133 г (1 моль) цезия в этом про­дук­те при­хо­дит­ся 32 г кис­ло­ро­да, его фор­му­ла CsO_2$.

 

2.  Урав­не­ния ре­ак­ций:

2Cs плюс O_2$ = Cs_2$O_2$;

2Cs плюс O_2$ = CsO_2$;

2Cs_2$O_2$ плюс 2H_2$O = 4CsOH плюс O_2$ левая круг­лая скоб­ка либо Cs_2$O_2$ плюс 2H_2$O = 2CsOH плюс H_2$O_2$ пра­вая круг­лая скоб­ка ;

4CsO_2$ плюс 2H_2$O = 4CsOH плюс 3O_2$;

2Cs плюс H_2$ = CsH;

2Cs плюс Cl_2$ = CsCl;

2CsOH плюс SiO_2$ = Cs_2$SiO_3$ плюс H_2$O;

4CsOH плюс 4Au плюс 3O_2$ плюс 6H_2$O = 4Cs левая квад­рат­ная скоб­ка Au левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _4$ пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ;

4CsOH плюс 4Ag плюс O_2$ плюс 2H_2$O = 4Cs левая квад­рат­ная скоб­ка Ag левая круг­лая скоб­ка OH пра­вая круг­лая скоб­ка _2$ пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

ПунктБаллы
1. Расчёт по дан­ным тит­ро­ва­ния, опре­де­ле­ние цезия4
2. Расчёт по мас­сам ве­ществ, опре­де­ле­ние над­пе­рок­си­да2
3. Ре­ак­ции (об­ра­зо­ва­ние про­дук­тов окис­ле­ния и рас­тво­ре­ние их в воде — по 1 за ре­ак­цию, всего не более 4; ре­ак­ции с га­ло­ге­на­ми и во­до­ро­дом — всего 1; ре­ак­ция с SiO_2$ — 2; ре­ак­ции с Au и Ag — всего 1)8
ИТОГО:14