Неизвестный газ х, который в три раза тяжелее неона, сожгли в избытке кислорода, а продукты сгорания поглотили избытком раствора гидроксида натрия. полученный раствор разделили на две равные части. к одной из них добавили избыток раствора хлорида кальция. выпал белый осадок массой 2,75 г. ко второй части раствора по каплям прибавляли подкисленный раствор перманганата калия до тех пор, пока он не перестал обесцвечиваться. на это потребовалось 31,6 г 2,5%-ного раствора перманганата. определите формулу газа.
Молярная масса газа Х равна 20 г/моль * 3 = 60 г/моль.
В результате сгорания образовались кислотные газы (так как они полностью поглощаются раствором NaOH). Их не так уж и много (CO2, SO2, галогеноводороды). Один из продуктов сгорания является восстановителем (обесцвечивание раствора перманганата). Рассчитаем, сколько его было.
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 3H2O
m(KMnO4) = 31,6 г * 0,025 = 0,79 г
v(KMnO4) = 0,79 г : 158 г/моль = 0,005 моль.
v(Na2SO3) = 2,5v(KMnO4) = 0,0125 моль.
v(SO2) = v(Na2SO3) = 0,0125 моль.
Посмотрим, сколько образуется осадка в реакции Na2SO3 + CaCl2:
Na2SO3 + CaCl2 = CaSO3 + 2NaCl
v(CaSO3) = v(Na2SO3) = 0,0125 моль.
m(CaSO3) = 0,0125 моль * 120 г/моль = 1,5 г.
Значит на другой газ пришлось 2,75 г - 1,5 г = 1,25 г осадка.
Осадок мог быть карбонатом кальция (если в продуктах сгорания был CO2) или фторидом кальция (если в продуктах сгорания был HF). Проверим вариант с CaCO3:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3 + 2NaCl
m(CaCO3) = 1,25 г.
v(CaCO3) = 1,25 г : 100 г/моль = 0,0125 моль.
v(CO2) = v(CaCO3) = 0,0125 моль.
Мы получили, что при сгорании исходного вещества получилось по 0,025 моль CO2 и SO2 (так как растворы поделили на две равные части). Таким образом, в исходном веществе содержание по молям C и S одинаково.
M(C) + M(S) = 44 г/моль. То есть, остается еще 60 - 44 = 16 г/моль - это атом кислорода. Исходное соединение состоит из одного атома C, одного атома S и одного атома O. Состав соединения - COS. Это оксид-сульфид углерода (IV).