К раствору нитрата металла добавляют сильно щелочной раствор. При этом в осадок выпадает бинарное соединение металла чёрного цвета с содержанием металла 97,77 %. Щелочной раствор может быть получен реакцией калия с жидким соединением Х, причём
реакция сопровождается выделением водорода. Найдите вещества
и напишите уравнения реакций.
Самое первое что приходит в голову - предположение о том, что Х представляет собой воду. В таком случае щелочной раствор представляет собой гидроксид калия , который реагирует с нитратом металла. Поскольку в результате образовалось бинарное соединение, можно предположить что поначалу образовался гидроксид этого металла, который затем распался до оксида.
В таком случае, пусть осадок представляет собой соединение состава \ce{Me2O_{n}} , тогда
\ce{M(Me) = \frac{2M(Me)}{w(Me)}-M(O) = \frac{2Me}{0.9777}-16n}
Отсюда \ce{Me = 334.74n} г/моль, что опровергает предположение о том, что Х - вода, ибо молярная масса металла чрезвычайно велика. Тогда как же быть ?
А вариантов кроме небольших рассуждений и подбора нет. Заметим что массовая доля металла уж слишком большая, а это значит что осадок представляет собой соединение \ce{Me_{m}A_{n}} , где \ce{n>m}, и желательно чтобы \ce{n} был как можно меньшим числом, а \ce{m} был как можно большим числом. Только тогда можно придти к разумным значениям молярной массы металла.
В принципе перебирать особо не составляет труда, потому что молярная масса \ce{A} не должна сильно отличаться от молярной массы кислорода. Из всего прочего подходят нитрид, борид, карбид (вариант с гидридом казалось бы, идеальный, но в таком случае возникнет непонятная ситуация с природой Х). Выведем уравнение, с помощью которой можно найти молярную массу металла:
\ce{M(Me) = \frac{mM(Me)}{w(Me)}-nM(A)=\frac{mMe}{0.9777}-nA}
Отсюда \ce{Me = \frac{43.86An}{m}}
Поскольку Х нахдится в жидком состоянии и содержит водород, весьма логично что Х содержит водородные связи. Из всех трех вариантов (азот, бор, углерод) больше всего симпатизирует именно азот, поскольку \ce{NH3} как раз таки жидкий , да и \ce{KNH2} обладает очень сильным стремлением отобрать у кого то протон (сильно щелочной раствор). Начнем подбор с него.
\ce{Me = \frac{43.86 \cdot 14n}{3} = 204.6n}
При \ce{n=1} , металл представляет собой таллий, что вроде бы не противоречит никаким имеющимся фактам о таллие (как раз степень окисления +1, что характерно таллию)
4 лайка