Question

Помогите решить задачу.... Бинарное соединение, молекулы которого имеют линейное строение, содержит 47% кислорода по массе. Его можно получить при отщеплении двух молекул воды от некоторой кислоты, содержащей 61,5% кислорода по массе. О каком соединении идет речь? Какова его структура и методы синтеза?

Answer 1

Обозначим молекулярную массу бинарного соединения за М. Если молекула оксида содержит n атомов кислорода, то молекула кислоты имеет n+2 атомов кислорода, а ее молекулярная масса равна М+36. Решаем систему уравнений: 16n/M=0,47 и 16(n+2)/(M+36)=0,615 относительно n и М. Получаем М=68, n=2. Следовательно формула имеет вид ЭxO2 и 1 моль оксида содержит 68-16*2=36 г второго элемента. Далее проверяем все полученные значения x:

при x=1 атомная масса элемента равна 36, что близко к Cl, но оксид ClO2 получается из HClO3 с отщеплением всего 1/2 молекулы воды на молекулу кислоты и еще с выделением кислорода, что не соотвествует условиям задачи;

при x=2 атомная масса элемента равна 16, что соотвествует кислороду, но O3 не является бинарным соединением;

при x=3 атомная масса элемента равна 12, что соответствует оксиду C3O2, образующемуся из малоновой кислоты CH2(COOH)2 с отщеплением 2 молекул воды и имеет линейное строение, что соответствует условиям; при x=4 атомная масса элемента равна 9, что соотвествует бериллию, но оксид Be4O2 не существует;

при x=5 атомная масса элемента равна 7,2, что близко к атомной массе лития, но при значениях x>4 значение валентности элемента становится меньше 1, что невозможжно.

Следовательно формула оксида C3O2. Его структура O=C=C=C=O; получают его дегидратацией малоновой кислоты.

Answer 2

Давайте разберемся с задачей поэтапно.

1. Бинарное соединение с линейной структурой, содержит 47% кислорода по массе: Это соединение можно представить как AB, где A и B - элементы, образующие соединение. Поскольку оно содержит 47% кислорода, остальные 53% состоят из другого элемента (A или B).

2. Можно получить при отщеплении двух молекул воды от кислоты, содержащей 61,5% кислорода: Для того чтобы получить бинарное соединение, содержащее 47% кислорода, нужно выделить кислород из исходной кислоты. Для этого при отщеплении двух молекул воды (H2O) от кислоты, можно получить этот кислород в соединении с другим элементом.

3. Ответ: Из условия мы знаем, что кислота содержит 61,5% кислорода. Таким образом, она состоит из O и другого элемента. Поскольку после отщепления воды получаем бинарное соединение с 47% кислорода, это означает, что в кислоте был кислород с пропорцией 61,5% - 47% = 14,5%.

Теперь можем составить формулу кислоты: пусть X - другой элемент, тогда формула кислоты будет XO2. Поскольку кислота состоит из 14,5% кислорода, это соответствует массовому соотношению: 14,5 г кислорода / (14,5 г кислорода + масса элемента X).

4. Найдем массу элемента X: Пусть масса кислорода равна 14,5 г, тогда масса элемента X равна: Масса X = 100% - 14,5% = 85,5%.

5. Ответ: Таким образом, данное бинарное соединение, получаемое при отщеплении двух молекул воды от кислоты, содержащей 61,5% кислорода, это оксид железа(III) - Fe2O3.

Структура соединения: Fe2O3 представляет собой оксид железа, где два атома железа (Fe) связаны с тремя атомами кислорода (O).

Методы синтеза: Оксид железа(III) (Fe2O3) можно получить различными способами, но одним из распространенных методов является термическое разложение гидроксида железа(III) (Fe(OH)3). Это реакция происходит при нагревании гидроксида железа(III) до высокой температуры, и в результате образуется оксид железа(III) и вода.

Уравнение реакции синтеза Fe2O3: 2 Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3 H2O

Однако помните, что в лабораторных условиях может быть использовано и другие методы синтеза оксида железа(III).