Школьный этап · 9 класс
Задание № 10.1
2021/22 · группа 2 · страница 14
Условие
Условие:
Бинарное соединение Х массой 1,75 г поместили в 100 мл воды, при этом образовался
прозрачный раствор, окрашивающий раствор фенолфталеина в малиновый цвет, и выделился
газ. Этот газ смешали с 1,73 л водорода (н.у.) и закачали в сосуд с кислородом. Содержимое
сосуда подожгли, по окончании реакции горения обнаружили, что в сосуде остались только
кислород и вода, масса последней составила 2,70 г.
Напишите формулу вещества Х.
Самопроверка
Ответы и оценивание
Ответ: NaH или HNa
Точное совпадение ответа — 5 баллов
Решение и пояснение
Решение.
Так как после реакции в сосуде были только кислород и водород, то и газ, который выделялся
из раствора и затем закачивался в сосуд, мог состоять лишь из кислорода и/или водорода. Вода
в данном случае явно не подходит (осталась в растворе), перекись водорода также осталась бы
в растворе, а не переходила в газовую фазу. Значит, газ – либо водород, либо кислород.
Найдём количество воды после реакции в сосуде:
n(H2O) = 2,7/18 = 0,15 моль
В то же время закачивали в сосуд 1,73 л водорода, то есть
n(H2) = 1,73/22,4 = 0,077 моль
Сопоставляя эти данные с уравнением горения водорода 2H2 + O2 = 2 H2O, видим, что
0,077 моль водорода, закаченных в сосуд, недостаточно для того, чтобы образовалось 0,15
моль воды, а это значит, что газ, который смешали с водородом – водород, и его количество
равно n(H2выд.) = 0,15 – 0,077 = 0,073 моль.
Бинарным соединением, взаимодействующим с водой, с выделением водорода может быть
гидрид металла, обозначим его (ЭHn), уравнение его реакции с водой:
ЭHn + n H2O = n H2 + Э (OH)n
Откуда получаем, что количество гидрида равно:
n(ЭHn) = n(H2выд.)/n = 0,073/n моль
Тогда:
M(ЭHn) = m(ЭHn)/ n(ЭHn) = 24*n г/моль
M(Э) = M(ЭHn) – n*M(H) = 24*n – n = 23*n г/моль
N 1 2 3 4
M(Э) 23 (Na) 46 69 92
Элемент Э – Na, а Х – NaH
NaH реагирует с водой следующим образом:
NaH + H2O = H2 + NaOH
Из-за образования щёлочи в растворе возникает щелочная среда, что может быть
подтверждено малиновой окраской фенолфталеина.
