Question

Сульфидную полиметаллическую руду, основным компонентом которой является минерал миллерит, подвергли обжигу, получив твёрдый продукт `"В"` грязно-зеленой окраски, содержащий в виде примесей оксиды меди и железа. При температуре `900⁰"C"` его восстановили водяным газом, который образуется при продувании водяного пара через слой раскалённого кокса.  Получился реакционно способный губчатый металл `"А"`, а также восстановились примесные металлы. Температуру снизили до `70⁰"C"` и обработали `"А"` газом `"D"`, в результате чего в газовую фазу перешло соединение `"K"`. Медь с газом `"D"` не реагирует, а аналогичное соединение железа в данных условиях является жидкостью. По форме молекула `"K"` представляет собой тетраэдр, в ней присутствуют ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму. Соединение `"K"` отделили и нагрели до `180⁰"C"`. При данной температуре `"K"` разлагается с образованием `"А"`, в присутствии кислорода сгорает, образуя `"B"`, при обработке концентрированной азотной кислотой реакция происходит бурно с выделением двух газов и образованием раствора изумрудной окраски. 1) Определите вещества `"B"`, `"A"`, `"D"`, `"K"`. Укажите формулу минерала миллерит. 2) Напишите уравнения описанных реакций. 3) Составьте структурную формулу вещества `"K"`. 4) Укажите область применения вещества `"K"`.

Answer 1

Ответ:

1)

"B" - NiO;

"A" - Ni;

"D" - CO;

"K" - Ni(CO)4;

миллерит - NiS;

2а) 2NiS + 3O2 = 2NiO + 2SO2;

2б) С + H2O = CO + H2;

2в) NiO + CO = Ni + CO2;

2г) NiO + H2 = Ni + H2O;

2д) Ni + 4CO = Ni(CO)4;

2е) Ni(CO)4 = Ni + 4CO;

2ж) 2Ni(CO)4 + 5O2 = 2NiO + 8CO2;

2з) Ni(CO)4 + 12HNO3 = Ni(NO3)2 + 4CO2 + 10NO2 + 6H2O;

3)

4) в качестве катализатора.

Answer 2

1. Вещество "B": Поскольку медь восстановлена водородом, вещество "B" - это оксид меди (II), который имеет химическую формулу CuO.

Вещество "A": Губчатый металл, который образуется при восстановлении руды водяным газом, предположительно является сплавом меди и никеля.

Вещество "D": Газ, который восстановил соединение "K". Поскольку медь с ним не реагирует, а железо образует жидкость, это, вероятно, водород (H₂).

Вещество "K": Соединение, представляющее собой тетраэдр и разлагается при нагревании до 180⁰C. Исходя из описания, это тетраацетат меди (II) с формулой Cu(CH₃COO)₂.

Формула минерала миллерита: NiS (сульфид никеля).

2. Уравнения реакций:

• Обжиг сульфидной полиметаллической руды: $\text{NiS} \rightarrow \text{Ni} + \text{S}_2$

• Восстановление оксида меди (II) водородом: $\text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O}$

• Разложение тетраацетата меди (II) при 180⁰C: $\text{Cu(CH}_3\text{COO)}_2 \rightarrow \text{Cu} + 2\text{CH}_3\text{COOH}$

• Сгорание меди на воздухе: $\text{Cu} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CuO}$

• Обработка концентрированной азотной кислотой: $\text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

3. Структурная формула вещества "K" (тетраацетата меди (II)): $\text{Cu(CH}_3\text{COO)}_2$

4. Область применения вещества "K": Тетраацетат меди (II) используется в качестве катализатора в органическом синтезе и в качестве источника меди в различных химических процессах.