Hợp chất đơn giản của nguyên tố X thu được vào ngày 26 tháng 6 năm 1886 ở Paris. Người khám phá ra hợp chất này sau đó đã được trao tặng giải Nobel Hóa học vào năm 1906. Tên của hợp chất trong tiếng Latin có nghĩa là “dòng chảy”. Trong tự nhiên, X được tìm thấy phổ biến ở 3 loại khoáng vật, trong đó được biết đến rộng rãi nhất là khoáng vật A, có thành phần là hợp chất lưỡng nguyên tố của X, 2 khoáng chất còn lại là topaz và sellite. Một mẫu chất A nặng 0,5733 gam được xử lý với lượng dư sulfuric acid đặc nóng, toàn bộ khí B thoát ra được hấp thụ vào trong 1 lít nước, pha loãng tiếp 10 lần thì dung dịch thu được có pH = 3,145. Hằng số phân ly của B trong dung dịch là 6,8.10^-4.
a) Xác định nguyên tố X.
b) Viết công thức hợp chất đơn giản nhất của nguyên tố X.
c) Xác định cấu tạo của khoáng vật A. Giải thích và viết phương trình phản ứng.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Tên của hợp chất trong tiếng Latin có nghĩa là “dòng chảy” chỉ hợp chất của nguyên tố fluorine, tên gọi này bắt nguồn từ việc một số hợp chất của fluorine có khả năng làm giảm nhiệt độ nóng chảy của chất khác xuống (phổ biến hơn cả là Cryolite (Na3AlF6) làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 từ 2054°C xuống 900°C, được dùng trong điện phân nóng chảy Al2O3).
Vậy X là F.
(b) Hợp chất đơn giản của X như HF.
(c) B là HF, pH = 3,145 —> [F-] = [H+] = 7,1614.10^-4
Ka = (7,1614.10^-4)²/(C – 7,1614.10^-4) = 6,8.10^-4
—> C = 1,47.10^-3
Trước khi pha loãng 10 lần thì nồng độ HF = 0,0147
A dạng MFx (0,0147/x mol)
—> MA = M + 19x = 0,5733x/0,0147
—> M = 20x —> x = 2, M = 40: M là Ca
Khoáng vật A là CaF2, cấu tạo X-Ca2+X-.
Phản ứng: CaF2 + H2SO4 —> CaSO4 + 2HF