При взаимодействии озона с гидроксидом цезия CsOH в жидком аммиаке образуется оранжево-красное соединение цезия с кислородом, содержащее 26,5% кислорода по массе. Установите формулу соединения и запишите её в ответ.

Решение:

Пусть формула соединения цезия с кислородом будет \( Cs_xO_y \). Мы знаем, что массовая доля кислорода составляет 26,5%. Следовательно, массовая доля цезия равна 100% - 26,5% = 73,5%.

Рассчитаем мольные соотношения элементов в соединении:

1. Возьмём для расчёта 100 г соединения. Тогда масса цезия составит 73,5 г, а масса кислорода — 26,5 г.
2. Найдём количество вещества цезия: \( n(Cs) = \frac{m(Cs)}{M(Cs)} = \frac{73,5 \text{ г}}{132,9 \text{ г/моль}} \approx 0,553 \text{ моль} \)
3. Найдём количество вещества кислорода: \( n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{26,5 \text{ г}}{16,0 \text{ г/моль}} \approx 1,656 \text{ моль} \)
4. Найдём соотношение цезия к кислороду, разделив количество вещества каждого элемента на наименьшее из них (количество вещества цезия):
• \( Cs: \frac{0,553}{0,553} = 1 \)
• \( O: \frac{1,656}{0,553} \approx 3 \)

Таким образом, эмпирическая формула соединения — \( CsO_3 \).

Взаимодействие озона \( O_3 \) с гидроксидом цезия \( CsOH \) можно представить следующим образом:

\( 2CsOH + 3O_3 \rightarrow 2CsO_3 + H_2O \)

В этом случае образуется пероксоозонид цезия \( CsO_3 \), который действительно имеет оранжево-красный цвет.

Проверим массовую долю кислорода в \( CsO_3 \):

Молярная масса \( CsO_3 \) = 132,9 + 3 * 16,0 = 132,9 + 48,0 = 180,9 г/моль.

Массовая доля кислорода = \( \frac{3 \times 16,0}{180,9} \times 100\% = \frac{48,0}{180,9} \times 100\% \approx 26,5 \% \)

Ответ: CsO₃