Ниже представлена схема превращений некоторого металла М: M→Cl2X1→NaOHX2→NaOH,Cl2X3→BaCl2X4→HCl(конц.)X1
Известно, что Х4 – осадок фиолетового цвета, изоструктурный сульфату бария, в котором массовая доля металла М составляет 21,8 %. Определите металл М и соединения X1, X3, X4, в ответ запишите формулы веществ (например, Ca(NO3)2). Составьте уравнение реакции X4 → X1, в ответ запишите отношение коэффициента перед HCl к коэффициенту перед X4.
Mn(+7) + 5e -> Mn(+2) -оксилитель
Fe(+2) -e -> Fe(+3) - восстановитель
Составив прапорцию, получим, что перед Mn необходим коэффициент 1, перед Fe - коэффициент 5
С учетом того, что в правой части уравнения сульфат железа (III) имеет 2 иона железа, а сульфат железа (II) - один ион, уравнение примет вид:
10FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 -> MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Далее осталось уравнять остальные ионы исходя из простого правила - количество (молекул, ионов) одного элемента в левой части равно количеству элемента в правой части:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 -> 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O
на катоде (-) 2H₂O + 2e = H₂↑ + 2OH⁻
на аноде (+) 2Cl⁻ - 2e = Cl₂↑
уравнение электролиза CaCl₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + Cl₂↑ + H₂↑
количество вещества водорода
n(Н₂) = m(H₂)/M(H₂) = 5,6г/(2г/моль)=2,8 моль
по уравнению электролиза водород, хлор и гидроксид кальция образуются в одинаковых количествах 1:1:1 (теоретически),
n(Ca(OH)₂)=n(Cl₂)=n(H₂)
масса гидроксида кальция
m(Ca(OH)₂)=n(Ca(OH)₂)*M((Ca(OH)₂)=2,8г*74г/моль=207,2 г
масса хлора
m(Cl₂)=n(Cl₂)*M(Cl₂)=2,8г*70г/моль=196 г