Question

При упаривании раствора, полученного растворением неизвестного металла в разбавленной серной кислоте, выпадает кристаллический осадок, массовая доля металла в котором составляет 22,74 %.
а)  Установите формулу этого осадка. Какое тривиальное название имеет это вещество?
б)  С какими из следующих веществ реагирует этот металл — соляная кислота, разбавленная азотная кислота, раствор КОН, раствор аммиака, вода? Приведите уравнения соответствующих реакций и укажите условия их протекания.
в)  В промышленных условиях этот металл получают из минерала, представляющего собой его сульфид. Приведите уравнения реакций, лежащих в основе промышленного способа получения этого металла.

Answer 1

Дано:

1. Массовая доля металла в осадке = 22,74%.

Найти:
а) формулу кристаллического осадка и его тривиальное название
б) с какими веществами реагирует металл, уравнения реакций и условия
в) уравнения реакций для промышленного получения металла из сульфида

Решение:

а)
Обозначим массу осадка как 100 г (для удобства). Тогда масса металла в осадке составит 22,74 г. Следовательно, масса неорганического остатка составит 100 г - 22,74 г = 77,26 г.

Предположим, что осадок представляет собой сульфат металла (MeSO4). Молярная масса сульфата будет составлять Me + 32 + 16*4 = Me + 96 г/моль.

Масса металла в 100 г осадка соответствует массовой доле:

22,74 / (22,74 + 77,26) = 0,2274.

Таким образом, мы можем выразить:

Me / (Me + 96) = 0,2274,
Me = 22,74 + 0,2274 * 96,
Me ≈ 22,74 + 21,85 ≈ 44,59 г/моль.

Металлу с молярной массой примерно 44,6 г/моль соответствует никель (Ni). Тогда формула осадка — NiSO4. Тривиальное название этого вещества — сульфат никеля.

б)
Металл (никель) реагирует с:

1. Соляной кислотой:
Ni + 2HCl → NiCl2 + H2.
Условия: реакция проходит при обычной температуре.

2. Разбавленной азотной кислотой:
Ni + 4HNO3 → Ni(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
Условия: реакция проходит при нагревании.

3. Раствором КОН:
Ni + 2KOH + 2H2O → Ni(OH)2 + 2K+.
Условия: реакция проходит при обычной температуре.

4. Раствором аммиака:
Ni + 2NH3 + 2H2O → [Ni(NH3)2]^(OH)2 + H2.
Условия: реакция проходит при обычной температуре.

5. Вода:
Металл не реагирует с водой (при обычной температуре и давлении).