2023-03-30
Белое кристаллическое вещество А не разлагается при нагревании; 3,783 г этого вещества растворили в сильноразбавленном растворе соляной кислоты, выделился газ Б. Затем воду выпарили, при этом образовались две соли: хлорид натрия и соль В, содержащая 12,06% натрия и 71,32% кислорода, малорастворимая в воде. Нагревая соль В, получили соль Г, которая состоит из 34,94% натрия, 48,63% кислорода и еще одного элемента. При взаимодействии того же количества вещества А с концентрированной серной кислотой образовалось 1,120 л газа Д и газ Б (н.у.). Газ Д сгорает на воздухе с образованием 2,702 г воды и 3,481 г твердого оксида Е, содержащего 68,95% кислорода. Определите соединения А - Е. Напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом.
Решение:
Формула оксида Е - $X_{n}O_{m}$.
$nM_{x} = \frac{m \cdot 16}{0,6895} - m \cdot 16$.
При $n = 2, m = 3, M_{x} = 10,81$.
При других наборах решений нет, следовательно $X$ - бор.
Таким образом, получилось $\frac{3,481}{69,62} = 0,05 моль$ оксида Е ($B_{2}O_{3}$); при этом выделилось $\frac{1,12}{22,4} = 0,05 моль$ газа Д и $\frac{2,702}{18,01} = 0,15 моль$ воды. Газ Д - $B_{2}H_{6}$;
$B_{2}H_{6} + 3O_{2} = B_{2}O_{3} + 3H_{2}O$.
Вещество А содержит $Na, B, H$; а соль В - $Na, B, H, O$; Г - $Na, B, O$. Формула Г: $NaBO_{2}$, поскольку
$\frac{34,94}{22,99} : \frac{16,43}{10,81} : \frac{48,63}{16,00} = 1,52 : 1,52 : 3,04$.
Масса А, содержащего 1 моль бора, равна: $\frac{3,783}{0,1} = 37,83 г$.
Тогда $37,83 - 10,81 - 22,99 = 4,03; \frac{4,03}{4} = 1,008$, это водород.
Вещество А - $NaBH_{4}$, вещество В - $Na_{2}B_{4}O_{7} \cdot 10H_{2}O$.
Уравнения реакций:
$4NaBH_{4} + 7H_{2}O + 2HCl = Na_{2}B_{4}O_{7} + 16H_{2} + 2NaCl$
$2NaBH_{4} + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + B_{2}H_{6} + H_{2}$