При полном термическом разложении 10,94 г минерала А образуется 8,1 г твердого бинарного соединения Б, содержащего 80,25% металла Х (по массе), 0,896 л (н.у.) газа В и 1,08 г воды. Вещество Б не растворяется в воде, но растворяется в кислотах. При осторожном добавлении водного раствора NaOH к раствору, полученному при растворении Б в соляной кислоте, можно получить осадок вещества Г, содержащего 65,66% того же металла. При дальнейшем добавлении щелочи осадок полностью растворяется. При пропускании газа В в воду полученный раствор имеет кислую реакцию.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Найдем молярную массу соединения Б:
m(Б) = 8,1 г
n(Б) = m(Б) / M(Б)
M(Б) = 101,89 г/моль

Известно, что вещество Б содержит 80,25% металла Х по массе. Поэтому массовая доля другого компонента (неметалла) в Б составляет 19,75%.
Отсюда можно понять, что суммарная масса металла и неметалла в одной молекуле Б равна молярной массе соединения Б:
M(Б) = M(X) + M(Y) = 101,89 г/моль

Так как металл Х составляет 80,25% массы соединения Б, то масса металла в одной молекуле Б равна 0,8025M(Б).
Аналогично, масса неметалла Y в одной молекуле Б равна 0,1975M(Б).

Теперь найдем количество вещества водорода, образовавшегося при разложении минерала А:
m(Н2O) = 1,08 г
n(Н2O) = m(Н2O) / M(Н2O)
M(Н2O) = 18,015 г/моль

Образовавшийся газ В — это водород, соединившийся с неметаллом Y. Так как образуется 0,896 л газа В, то n(В) = 0,896 л / 22,4 л/моль = 0,04 моль.
Таким образом, n(В) = 0,02 моль H2, следовательно, n(Y) = 0,02 моль.

Теперь найдем количество металла Х в соединении Б:
n(X) = 0,8025 n(Б) = 0,8025 (8,1 г / 101,89 г/моль) = 0,06 моль

Далее, при осторожном добавлении водного раствора NaOH к раствору, полученному при растворении Б в соляной кислоте, можно получить осадок вещества Г, содержащего 65,66% того же металла. Поскольку вещество Г содержит 65,66% металла, то мольное соотношение между металлом Х и неметаллом Y в веществе Г равно 65,66/34,34 = 1/2. Вещество Г — это гидроксид металла Х, т.е. M(OH)x.

Таким образом, в соединении Г атом металла X имеет стехиометрическую величину 1, а атом кислорода O — х. Вещество Г составляется из металла Х и O, получается, что M(OH)x. С учетом того, что массовая доля кислорода равна (16х)/(16х+1*1)=15/17 и равна 34,34% массы соединения Г ist, получим х = 1,4. Следовательно, вещество Г имеет формулу MOH. Так как n(Б) = 0,06 моль, а соотношение между металлом и кислородом в Г 1:1, получаем, что n(Г) = 0,06 моль.

После добавления дополнительного количества раствора NaOH происходит полное растворение осадка, что означает, что вещество Г в растворе полность реагировало (было образовано вещество, растворимое в щелочах). Таким образом, при продолжении добавления раствора NaOH не образуются новые осадки.

Наконец, при пропускании газа В в воду полученный раствор имеет кислую реакцию. Поскольку газ В — это водород, то значит, что раствор получается кислотным при попадании катализатора Н+ (H+). Следовательно, вещество Г не реагирует с NaOH.

Итак, получаем, что минерал А содержит металл Х, неметалл Y и другой металл Х. Соединение Б — это металлический оксид Х2OY, вещество Г — MOH, раствор Г в кислоте и нейтрализованный раствор Б в осажденной Г веществом состава XOY.

Краткая запись реакции термического разложения минерала А:
H2O + X2OY -> 2HX + Y