Задание №9 — Основы неорганической химии

Решение.

Разберем предложенную схему превращений по стадиям:

1. Первая стадия: H₂O₂ → (MnO₂) X
Пероксид водорода H₂O₂ является термически неустойчивым соединением, которое медленно разлагается при комнатной температуре. Добавление оксида марганца(IV) MnO₂ резко ускоряет этот процесс, так как MnO₂ выступает в роли катализатора. В результате реакции разложения образуются вода и кислород:
2H₂O₂ → (MnO₂) 2H₂O + O₂↑
Следовательно, веществом X является кислород (O₂). В списке предложенных веществ это вариант 2.

2. Вторая стадия: X → (Y) K₂SO₄
Нам необходимо из кислорода (вещество X) получить сульфат калия K₂SO₄ путем взаимодействия с веществом Y. Рассмотрим предложенные варианты для Y:
- Вариант 3: K₂SO₃ (сульфит калия). Сульфиты являются хорошими восстановителями и легко окисляются кислородом до сульфатов. Реакция протекает следующим образом:
2K₂SO₃ + O₂ → 2K₂SO₄
Эта реакция логично связывает кислород и конечный продукт схемы.
- Вариант 4: KHSO₄ (гидросульфат калия). Это кислая соль, в которой сера уже находится в высшей степени окисления +6. Кислород не будет реагировать с ней с образованием средней соли K₂SO₄.
- Вариант 5: S (сера). При горении серы в кислороде образуется сернистый газ SO₂, а не соль калия.

Таким образом, веществом Y является сульфит калия K₂SO₃, что соответствует варианту 3.

Ответ: X — 2 (O₂), Y — 3 (K₂SO₃).

Источник: ФИПИ