При обработке смеси двух твердых веществ а и б горячей концентрированной азотной кислотой образуется газ в, раствор вещества г и осадок д. при нагревании этой же смеси до 150-200°c видимых изменений не происходит, а при сильном прокаливании при 800-900°c без доступа воздуха образуются только два продукта: металл м и газообразное при нормальных условиях вещество е. они устойчивы в условиях опыта. те же продукты образуются при прокаливании смеси веществ а и д. пропускание газа е через известковую воду приводит к выпадению осадка, который потом полностью растворяется, образуя вещество ж. при длительном нагревании при 450 с порошка металла м на воздухе образуется соединение з с массовой долей кислорода 9, 334%. вещество з полностью растворяется в избытке щелочи и лишь частично в избытке разбавленной азотной кислоты. назовите все перечисленные вещества. напишите уравнения упомянутых реакций.

Вещество З - это оксид. Пусть его состав MexOy. Тогда его молекулярная масса Mr = Ar(Me) * x + 16 * y. Отсюда вычисляем, что массовая доля кислорода = 0,09334 = 16y / (x * Ar(Me) + 16y). Выводим Ar(Me) = 155,25 * y/x. При x = 1,2,4 нет решений ни при каких значениях y. При x = 3 и y = 1,2,5 - нет решений, при y = 4 - это Pb3O4. Получаем реакции:
3Pb + 2O2 → Pb3O4
Pb3O4 + 6NaOH + 4H2O → 2Na2[Pb(OH)4] + Na2[Pb(OH)6]
Pb3O4 + 4HNO3 → 2Pb(NO3)2 + PbO2 + 2H2O
Газ Е - это CO2 или SO2, так как с гидроксидом кальция он образует осадок, который затем растворяется. Углекислый газ следует исключить, так как любое соединение свинца, углерода и кислорода при действии концентрированной азотной кислоты при нагревании растворяется полностью. Значит Е это сернистый газ, тогда Д - это сульфат свинца (II). Если Д - сульфат свинца (II), то А - сера или сульфид свинца, но так как смесь до 200 С не изменяется, то серу следует исключить, следовательно А - это PbS. Поскольку вещество А не содержит кислорода, то Б обязательно должно его содержать, а также он может содержать свинец и серу. Если Б не содержит свинца то это сернистый газ, что не подходит; также не подходит оксид серы (VI). Следовательно Б содержит свинец. Если Б содержит серу, то возможны только два варианта - сульфит или сульфат свинца. Оба не подходят, так как при обработке горячей концентрированной азотной кислотой образуют нерастворимый сульфат свинца и в растворе ничего не остается. Следовательно Б не содержит серы и является оксидом свинца. Из 3 окислов подходит только PbO, так как при реакции с азотной кислотой с другими окислами свинца в осадке всегда будет еще и PbO2. Значит получаем еще следующие реакции:
PbS + 8HNO3 → PbSO4 + H2O + 8NO2
PbO + 2HNO2 → Pb(NO3)2 + H2O
PbS + PbSO4 → 2Pb + 2SO2
Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O
CaSO3 + SO2 + H2O → Ca(HSO3)2
PbS + 2PbO → 3Pb + SO2

а) CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2. Cu(OH)2= CuO+H2O. CuО+H2=Cu+H2O

в) 2Fe+3Cl2=2FeCl3. FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3. 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O. Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3. 2Fe+3H2SO4=Fe2(SO3)4 +3H2

б) Fe+Cl2=FeCl2. FeCl2+2AgNO3=2AgCl+Fe(NO3)2. Fe(NO3)2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaNO3. Fe(OH)2=FeO+H2O. 3FeO+2Al=3Fe+Al2O3

г) 4P+5O2=2P2O5. P2O5+3H2O=2H3PO4.

2H3PO4 +3Ca(NO3)2=6HNO3+Ca3(PO4)2

д) S+O2=SO2. 2SO2+O2=2SO3. SO3+H2O=H2SO4. H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

е) C+O2=CO2. CO2+CaO=CaCO3. CaCO3=CaO+CO2. CaO+H2O=Ca(OH)2.

Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH

ж) CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2. Ca(HCO3)2= CaCO3+CO2+H2O

CO2+CaO=CaCO3

з) 2Na+H2=2NaH. NaH+H2O=NaOH+H2. 3NaOH+Fe(NO3)3=3NaNO3+Fe(OH)3

И). (CuOH)2CO3=2CuO+CO2+H2O

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4

Cu(OH)=CuO+H20

CuO+H2=Cu+H20

Массовая концентрация определяется как w = mв / (mв + mр) , где mв - масса вещества, mр - масса растворителя. Находим массу H3PO4 в растворе 0,25 = mв/450, mв = 112,5г, отсюда масса воды в нашем растворе 450-112,5=337,5г.
Запишем уравнение реакции образования ортофосфорной кислоты: P2O5 + 3 H2O = 2 H3PO4. При образовании кислоты также расходуется вода. Молярная масса воды М (Н2О) = 18г/моль, М (H3PO4) = 98г/моль. Таким образом при реакции 1г воды образуется 3,63г кислоты (см. уравнение) . Теперь можно записать уравнение для получения новой концентрации: w1 = (mв+х) / [(mв+х) + (mр-у)] , где w1 - новая концентрация (0,5), х - масса кислоты, которую нужно прибавить к существующему раствору, у - количество воды, которое расходуется при этом. Но кислоты образуется в 3,63 раза больше (по массе) , чем расходуется воды т. е. х = 3,63у. Поэтому можно записать: w1 = (mв+3,63у) / [(mв+3,63у) + (mр-у)] , отсюда находим у = [w1*(mв + mр) - mв] /(3.63 - 2.63*w1), у = 48,596г (воды расходуется) , соответственно 337,5-48,596=288,9г воды осталось в растворе. Масса кислоты, образовавшаяся при этом 3,63 * 48,596 = 176,4г.
Проверка: mв = 176,4 + 112,5 = 288,9г, mр = 288,9г, новая концентрация: w1 = 288,9/(288,9+288,9) = 0,5.
Определим необходимое количество оксида фосфора для образования кислоты. Мы уже знаем, что требуется 48,596г воды для реакции. Отсюда не трудно определить массу оксида (см. уравнение) . Молярная масса его М (P2O5) = 2*30,9 + 5*16 = 141,8г/моль. Таким образом при реакции 1 моль (141,8г) оксида расходуется 3 моль (54г) воды а при реакции х г оксида расходуется 48,596г воды. х = 127,6г оксида прореагирует. Требуется 127,6г оксида фосфора.
Реакция окисления фосфора: 4Р + 5О2 = 2Р2О5. Молярная масса фосфора М (Р) = 30,9г/моль. Таким образом для того, чтобы образовалось 2 моль (283,6г) оксида требуется 4 моль (123,6г) фосфора, а для образования 127,6г оксида - х. Находим х = 55,6г фосфора нужно сжечь.