2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄
m(CuSO₄ ) = 250 · 1,168 · 0,45 = 131,4 г
n(CuSO₄ ) = 131,4 ÷ 160 = 0,82125 моль - избытокn(Na) = 13,8 ÷ 23 = 0,6 мольn(Na) = n(NaOH) = 0,6 моль
n(H₂) = 0,5n(Na) = 0,3 моль
n(CuSO₄ прореагировало) = 0,5n(NaOH) = 0,3 моль
n(CuSO₄ осталось) = 0,5n(NaOH) = 0,82125 - 0,3 = 0,52125 моль
m(CuSO₄ осталось) = 0,52125 · 160 = 83,4 г
n(Na₂SO₄ ) = 0,5n(NaOH) = 0,3 моль
m(Na₂SO₄ ) = 0,3 ·142 = 42,6 г
n(Cu(OH)₂) = n(CuSO₄ прореагировало) = 0,3 моль
m(Cu(OH)₂) = 0,3 · 98 = 29,4 г
m(H₂) = 0,3 · 2 = 0,6 г
m(раствора) = 250 · 1,168 + 13,8 - 29,4 - 0,6 = 275,8 г
ω(CuSO₄ осталось) = 83,4 ÷ 275,8 = 0,30, или 30%
ω(Na₂SO₄ ) = 42,6 ÷ 275,8 = 0,15, или 15%
Это соответствует SО2, который выделяться из кислого раствора. Значит, вещество X, реагирующее с С12 и О2, – сера. Вещество Y – хлорид серы. Им может быть S2Cl2, SCl2, SCl4.
Уравнения реакций галогенидов серы с водой:
2S2Cl2 + ЗН2О = Н2SО3 + 4HCl + 3S
(1) 2SCl2 + 3H2O = H2SO3 + 4HCl + S
(2) SC14 + 3H2O = H2SO3 + 4HC1
(3) Для нахождения формулы хлорида серы следует учесть, что при реакции его с водой выделяется 3/4 исходной навески серы. Этому условию удовлетворяет S2Cl2 (см. уравнение (2)).
Из уравнения (2) следует, что только 1/4 часть серы, прореагировавшая с хлором, дает при реакции с водой SО2.
Таким образом, вещества: X – S, Y – S2Cl2, Z – SO2.