Олимпиадные задачи

[OperKot]

А. похоже на пирофосфат натрия. Вы откуда эту задачу взяли?))

[Molfar]

особо замороченных слов нет, поэтому без перевода

а пирофосфат разве с водой бурно реагирует?

Всеукраинская интернет-олимпиада этого года

[OperKot]

Мда. Это вряд ли пирофосфат.

Нашел на хим. факультете МГУ. Задача явно была стянута с международной олимпиады 2001 г.

 

Ниже приведены некоторые экспериментальные данные о неизвестном неорганическом веществе А.

 

* А - желтовато-белое, расплывающееся на воздухе вещество, возгоняется при нагревании. Его относительная молекулярная масса равна 266.

* А бурно реагирует с водой, образуя раствор В.

* Если к раствору В добавить раствор NH4Cl и NH4OH, образуется белый студенистый осадок.

* Образец В также дает белый творожистый осадок С при добавлении разбавленного раствора азотной кислоты и нитрата серебра. Этот белый осадок легко растворяется при добавлении разбавленного раствора NH4OH, однако при добавлении избытка NH4OH образуется студенистый белый осадок D.

* Осадок D был отфильтрован, растворен в избытке NaOH с образованием прозрачного раствора Е.

* При пропускании CO2 через раствор Е снова выпадает осадок D.

* Вещество А растворяется в безводном эфире без разложения. При взаимодействии этого раствора с LiH образуется продукт F. Если LiH взят в избытке, F превращается в G.

 

а. Определите неизвестное вещество А.

б. Запишите химические уравнения, соответствующие описанным превращениям, и определите неизвестные продукты В - G.

[Molfar]

хммм

спасибо, хоть на что-то навели...

[zvir]

Мда. Это вряд ли пирофосфат.

Нашел на хим. факультете МГУ. Задача явно была стянута с международной олимпиады 2001 г.

 

Ниже приведены некоторые экспериментальные данные о неизвестном неорганическом веществе А.

 

* А - желтовато-белое, расплывающееся на воздухе вещество, возгоняется при нагревании. Его относительная молекулярная масса равна 266.

* А бурно реагирует с водой, образуя раствор В.

* Если к раствору В добавить раствор NH4Cl и NH4OH, образуется белый студенистый осадок.

* Образец В также дает белый творожистый осадок С при добавлении разбавленного раствора азотной кислоты и нитрата серебра. Этот белый осадок легко растворяется при добавлении разбавленного раствора NH4OH, однако при добавлении избытка NH4OH образуется студенистый белый осадок D.

* Осадок D был отфильтрован, растворен в избытке NaOH с образованием прозрачного раствора Е.

* При пропускании CO2 через раствор Е снова выпадает осадок D.

* Вещество А растворяется в безводном эфире без разложения. При взаимодействии этого раствора с LiH образуется продукт F. Если LiH взят в избытке, F превращается в G.

 

а. Определите неизвестное вещество А.

б. Запишите химические уравнения, соответствующие описанным превращениям, и определите неизвестные продукты В - G.

AlBr3

[pauk]

Возможно, речь идёт о хлориде алюминия AlCl₃, а точнее, о его димере Al₂Cl₆.

Правда, есть некоторые несоответствия с условиями задачи, а именно:

а). M_Al2Cl6 = 266,68 (~267).

б). Цвет чистого хлорида алюминия белый, а не желтовато-белый.

Кроме того, вещество В следует рассматривать, не как индивидуальное химическое соединение (в задаче об этом нигде не упоминается, а называется: "раствор В", "образец В", "продукт В"), а как водный раствор хлорида алюминия.

С учётом изложенного можно предположить такую схему процессов (уравнения реакций опускаю):

1). Гидратация хлорида алюминия с большим выделением тепла.

2). Осаждение гидроксида алюминия аммиаком (хлорид аммония этому не мешает).

3). С ионами серебра выпадает AgCl, который растворяется в аммиаке с образованием комплекса, затем аналогично пункту 2 осаждается гидроксид алюминия (вот здесь самая большая натяжка, с учётом устойчивости комплексных ионов должно быть наоборот).

4). Гидроксид алюминия растворяется в щёлочи с образованием гидроксоалюминатов.

5). При пропускании CO₂ происходит разрушение гидроксоалюминатов с регенерацией гидроксида алюминия.

6). Образование гидрида алюминия и алюмогидрида (аланата) лития по уравнениям (упрощённо, для мономерных форм AlCl₃ и AlH₃):

AlCl₃ + 3LiH = AlH₃ + 3LiCl и AlCl₃ + 4LiH = LiAlH₄ + 3LiCl

В принципе, вся эта схема формально подходит и для бромида AlBr₃ (M = 266,69), но в этом случае будет больше несоответствий с условиями задачи, а именно:

а). Молекула AlBr₃ в действительности димерна (Al₂Br₆).

б). Чистый бромид алюминия тоже белый, а не желтовато-белый.

в). Бромид алюминия в отличие от хлорида не возгоняется, а сначала плавится и затем кипит.

г). Цвет осадка AgBr не чисто белый, а с желтоватым оттенком.

[M_GM]

Возможно, речь идёт о хлориде алюминия AlCl₃, а точнее, о его димере Al₂Cl₆.

 

3). С ионами серебра выпадает AgCl, который растворяется в аммиаке с образованием комплекса, затем аналогично пункту 2 осаждается гидроксид алюминия (вот здесь самая большая натяжка, с учётом устойчивости комплексных ионов должно быть наоборот).

Натяжка, по-моему и в том что:

Этот белый осадок легко растворяется при добавлении разбавленного раствора NH4OH, однако при добавлении избытка NH4OH образуется студенистый белый осадок D.

Фразу можно понять так, что осадок отделили, растворили в NH4OH, "однако при добавлении избытка NH4OH образуется студенистый белый осадок D" - что и непонятно.

[zvir]

Возможно, речь идёт о хлориде алюминия AlCl₃, а точнее, о его димере Al₂Cl₆.

Правда, есть некоторые несоответствия с условиями задачи, а именно:

а). M_Al2Cl6 = 266,68 (~267).

б). Цвет чистого хлорида алюминия белый, а не желтовато-белый.

Кроме того, вещество В следует рассматривать, не как индивидуальное химическое соединение (в задаче об этом нигде не упоминается, а называется: "раствор В", "образец В", "продукт В"), а как водный раствор хлорида алюминия.

С учётом изложенного можно предположить такую схему процессов (уравнения реакций опускаю):

1). Гидратация хлорида алюминия с большим выделением тепла.

2). Осаждение гидроксида алюминия аммиаком (хлорид аммония этому не мешает).

3). С ионами серебра выпадает AgCl, который растворяется в аммиаке с образованием комплекса, затем аналогично пункту 2 осаждается гидроксид алюминия (вот здесь самая большая натяжка, с учётом устойчивости комплексных ионов должно быть наоборот).

4). Гидроксид алюминия растворяется в щёлочи с образованием гидроксоалюминатов.

5). При пропускании CO₂ происходит разрушение гидроксоалюминатов с регенерацией гидроксида алюминия.

6). Образование гидрида алюминия и алюмогидрида (аланата) лития по уравнениям (упрощённо, для мономерных форм AlCl₃ и AlH₃):

AlCl₃ + 3LiH = AlH₃ + 3LiCl и AlCl₃ + 4LiH = LiAlH₄ + 3LiCl

В принципе, вся эта схема формально подходит и для бромида AlBr₃ (M = 266,69), но в этом случае будет больше несоответствий с условиями задачи, а именно:

а). Молекула AlBr₃ в действительности димерна (Al₂Br₆).

б). Чистый бромид алюминия тоже белый, а не желтовато-белый.

в). Бромид алюминия в отличие от хлорида не возгоняется, а сначала плавится и затем кипит.

г). Цвет осадка AgBr не чисто белый, а с желтоватым оттенком.

Касаемо пунктов абвг:

a)Димерность - вопрос фазового состояния, формула его AlBr3 (как, кстати и для AlCl3)

б)У меня бромид алюминия в ампулах (х.ч.) - желтовато-белый. Кстати, годность хлористого алюминия на взгляд можно по цвету определить: годный - желтоватый, если он белый - можно выбрасывать.

в)Плавится, это точно, правда при этом интенсивно возгоняется (или кипит?) - здесь ваша правда

г)Осадок в общем белый, оттенок появляется, если долго рассматривать

В целом задача оставляет вопросы

[pauk]

Касаемо пунктов абвг:

a)Димерность - вопрос фазового состояния, формула его AlBr3 (как, кстати и для AlCl3)

б)У меня бромид алюминия в ампулах (х.ч.) - желтовато-белый. Кстати, годность хлористого алюминия на взгляд можно по цвету определить: годный - желтоватый, если он белый - можно выбрасывать.

в)Плавится, это точно, правда при этом интенсивно возгоняется (или кипит?) - здесь ваша правда

г)Осадок в общем белый, оттенок появляется, если долго рассматривать

В целом задача оставляет вопросы

а). "Бромид алюминия во всех агрегатных состояниях состоит из молекул Al₂Br₆..." (Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия, том 1. 1971, стр. 301).

"Плотности паров AlCl₃, AlBr₃... более или менее точно отвечают удвоенным формулам Al₂Г₆. При точках кипения диссоциированные части равны соответственно 0,02; 0,7%" (Некрасов Б.Н. Основы общей химии, том 2. 1973, стр. 44).

б).Вполне возможно, что у Вас AlBr₃ желтовато-белый (у меня нет никакого, ни в ампулах, ни в склянке). Однако, надо учитывать, что квалификация х.ч. - не самая высокая.

"Al₂Br₆ - расплывающиеся, блестящие бесцветные ромбические пластинки..." (Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия, том 1. 1971, стр. 301).

"В ряду бесцветных галидов алюминия..." (Некрасов Б.Н. Основы общей химии, том 2. 1973, стр. 34).

в). Вообще-то, разница между точками плавления и кипения бромида алюминия составляет более 150° С, что трудно не заметить.

"AlBr₃ - t_пл 98° С; t_кип 255° С" (Справочник химика, том II, изд. 3. 1971, стр. 18, а также Некрасов Б.В. Основы общей химии, том 2, стр. 44).

г). Это вопрос субъективного восприятия.

Действительно, задача оставляет вопросы, будь то AlCl₃ или AlBr₃ или что-то ещё.

P. S. Интересно было бы узнать ответ. 

[OperKot]

Все верно. Тут будет димер Al₂Cl₆. Реакции не уравнивал ибо лень.

 

AlCl₃+6H₂0=AlCl₃*6H₂O( B )

Al(H₂O)6³⁺+NH₄OH=Al(OH)₃+NH₄⁺+H₂O

Cl(-)+AgNO3=AgCl( C )+NO₃^-

HH₄OH+AgCl=Ag(NH₃)₂(+)+H2O+Cl^-

Al(H₂O)₆³⁺6+NH₄OH=Al(OH)₃(D)+NH₄⁺+H₂O

Al(OH)₃+NaOH=Na[Al(OH)₄](E)

Na[Al(OH₄)]+CO₂=Al(OH)₃+NaHCO₃

Al₂Cl₆+LiH=AlH₃(F)+LiCl

AlH₃+LiH=Li[AlH₄](G)