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Problème 1

La substance A participe aux transformations suivantes ; seuls les produits contenant A sont montrés. A est un solide insoluble dans l'eau. La combustion de A dans OX2\ce{O2} donne le gaz B ; B est oxydé plus loin (OX2\ce{O2}, catalyseur) en C ; C + HX2O\ce{H2O} donne D. D avec KOH donne E ; l'électrolyse d'une solution aqueuse de E donne F. B avec KOH donne G ; G + A donne H ; H + D donne E + A + B. A avec HX2\ce{H2} à chaud donne le gaz I ; I avec KOH donne J ; J + A donne K (sel de potassium de composition variable KX2SXx+1\ce{K2S_{x+1}}) ; K + D donne E + A + I. B et I sont des gaz solubles dans l'eau ; E, F, J, K sont des solides solubles dans l'eau. Les solutions aqueuses de B, G, H, I, J, K sont toutes oxydées par F, donnant dans chaque cas E et D. Avec l'iode en solution aqueuse : B donne D ; G donne E ; H donne L (tétrathionate de potassium KX2SX4OX6\ce{K2S4O6}) ; I donne A ; J donne A ; K donne A. Identifier les substances A–L et écrire les équations équilibrées des transformations décrites.
Étape 1 sur 5 : Identifier A par la chaîne de combustion
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Intuition

Un élément solide insoluble brûlant en gaz dont l'oxyde devient un acide dans l'eau suggère fortement le soufre.

S→OX2SOX2→cat ⋅ OX2SOX3→HX2OHX2SOX4A=S, B=SO2, C=SO3, D=H2SO4\ce{S ->[O2] SO2 ->[O2][cat.] SO3 ->[H2O] H2SO4}\qquad \text{A=S, B=SO2, C=SO3, D=H2SO4}
Analyse

S+OX2→SOX2\ce{S + O2 -> SO2} ; 2 SOX2+OX2→2 SOX3\ce{2SO2 + O2 -> 2SO3} (catalytique) ; SOX3+HX2O→HX2SOX4\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}. Puis HX2SOX4+2 KOH→KX2SOX4+2 HX2O\ce{H2SO4 + 2KOH -> K2SO4 + 2H2O}, donc E = KX2SOX4\ce{K2SO4}, et l'électrolyse de la solution de sulfate donne F = KX2SX2OX8\ce{K2S2O8} (peroxodisulfate, 2 SOX4X2−−2 eX−→SX2OX8X2−\ce{2SO4^{2-} - 2e- -> S2O8^{2-}}).