Определите минерал А Минерал А относится к подклассу сложных оксидов и является источником получения металла Г, который используется главным образом для производства жаропрочных сплавов. Выделение металла Г из минерала проходит в три стадии с образованием промежуточных соединений Б и В.
При сплавлении вещества В с избытком серы в присутствии поташа образуется бинарное соединение Г, которое используется в качестве твёрдой смазки. А при пропускании сероводорода через щелочной раствор вещества Б раствор приобретает тёмно-красную окраску за счёт образования вещества Д, массовые доли натрия и серы в котором составляют соответственно 12,85% и 35,75%. При подкислении этого раствора выпадает тёмно-коричневый аморфный осадок Е.
Напишите уравнения всех описанных реакций, определите вещества А-Е, проведите необходимые расчёты.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Проанализируем входные данные, чтобы определить минералы и вещества А, Б, В, Г, Д, и Е, а также уравнения реакций.

Минерал А - Это сложный оксид, который может быть, например, корунд (Al₂O₃). Он является источником алюминия, который используется в жаропрочных сплавах. Следовательно, металл Г - это алюминий (Al).

Стадия 1: Получение алюминия из корунда происходит с использованием алюминий-калий-натрий-фторидного процесса (метод Бокса). Обычно процесс включает стадийное восстановление корунда с образованием следующих веществ.

Алюминий (Al) + флюс (Na₃AlF₆) могут быть промежуточными соединениями.

Стадия 2: Получение вещества Б - это могут быть соединения, представляющие собой алюминий-окислы или электролиты.

Стадия 3: Из вещества В (возможно, NaAlO₂) происходит реакция с избытком серы (S).
[
2 \text{NaAlO}_2 + 3 \text{S} \rightarrow \text{Na}_2\text{S} + 2 \text{Al}_2\text{S}_3 + 2 \text{O}_2
]
С образованием бинарного соединения (или сульфид) Na₂S, которое может использоваться как твердая смазка.

Сероид В: Процесс пропускания сероводорода ((H_2S)) через щелочной раствор вещества Б:
[
\text{NaAlO}_2 + \text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{Al}_2\text{S}_3 + \text{Na}_2\text{SO}_4
]
Тёмно-красная окраска может возникать из-за образования объёмного тетрасульфидного иона.

Вещество Д: Определим массовые доли натрия и серы:
Сначала найдем вещества при данной доле:
[
Na = 12,85\% \rightarrow M{Na} = 23 \text{ г/моль}, \text{S} = 35,75\% \rightarrow M{S} = 32 \text{г/моль}
]

Общая доля составит 12,85 + 35,75 = 48,60\%. После уравнений получаем 1/4 моль:
[
(23x + 32y) = 100.
]
Решая систему, где (x) и (y) – молярные стоят натрий и сера, составляем уравнение.
Получается вещество Д может быть натрий-сульфид (Na₂S).

Ситуация с осадком E:
Процесс подкисления раствора:
[
\text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + \text{Na}_2\text{SO}_4 + H_2O \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + Nа^+ + H_2SO_4
]
Образует тёмно-коричневый аморфный осадок оксида алюминия (Al₂O₃).

Таким образом, мы можем подытожить:

Вещество А - Al₂O₃ (корунд).Вещество Б - Na₃AlF₆.Вещество В - NaAlO₂.Вещество Г - Al.Вещество Д - Na₂S.Вещество Е - Al(OH)₃. Общая таблица:ВеществоФормулаАAl₂O₃БNa₃AlF₆ВNaAlO₂ГAlДNa₂SЕAl(OH)₃