Реакция: Х + 4HNO3(конц.) → X(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O Металл Х пассивируется на холоде, но реагирует при нагревании. Что это за металл?

Решение:

Реакция с концентрированной азотной кислотой, где металл Х пассивируется на холоде, но реагирует при нагревании, характерна для алюминия. Концентрированная азотная кислота в холодном состоянии пассивирует алюминий, железо и хром, образуя на их поверхности защитную оксидную пленку. Однако при нагревании эта пленка разрушается, и металл начинает реагировать.

Реакция алюминия с концентрированной азотной кислотой при нагревании:

\[ 2\text{Al} + 6\text{HNO}_3(\text{конц.}) \xrightarrow{\Delta} 2\text{Al}(\text{NO}_3)_3 + 3\text{H}_2 \]

В уравнении, приведенном в условии, степень окисления алюминия равна +3, а азота в NO2 равна +4. Проверим баланс:

\( \text{X} + 4\text{HNO}_3(\text{конц.}) \rightarrow \text{X}(\text{NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2\uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \)

Если X = Al:

\( \text{Al} + 4\text{HNO}_3(\text{конц.}) \rightarrow \text{Al}(\text{NO}_3)_2 \text{ (некорректная формула, должно быть Al(NO3)3)} + 2\text{NO}_2\uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \)

Если предположить, что в уравнении ошибка и правильная формула продукта - \( \text{Al}(\text{NO}_3)_3 \), то реакция будет выглядеть так:

\[ 2\text{Al} + 8\text{HNO}_3(\text{конц.}) \xrightarrow{\Delta} 2\text{Al}(\text{NO}_3)_3 + 2\text{NO} \uparrow + 4\text{H}_2\text{O} \]

Или, если NO2:

\[ \text{Al} + 4\text{HNO}_3(\text{конц.}) \xrightarrow{\Delta} \text{Al}(\text{NO}_3)_3 + 3\text{NO}_2\uparrow + 2\text{H}_2\text{O} \]

Однако, если в условии правильно указан продукт \( \text{X}(\text{NO}_3)_2 \), это означает, что металл образует соединение со степенью окисления +2. Алюминий образует соединения со степенью окисления +3.

Рассмотрим другие варианты:

• Цинк (Zn): Пассивируется только царской водкой. С концентрированной азотной кислотой реагирует, но не пассивируется.
• Медь (Cu): Не пассивируется концентрированной азотной кислотой.
• Железо (Fe): Пассивируется холодной концентрированной азотной кислотой. При нагревании реагирует. Уравнение реакции железа с концентрированной азотной кислотой, образующей продукт со степенью окисления +2, возможно при недостатке кислоты или при определенных условиях, но чаще образуется \( \text{Fe}(\text{NO}_3)_3 \).

Учитывая условие «пассивируется на холоде, но реагирует при нагревании», наиболее подходящим кандидатом является алюминий или железо. Однако, если в уравнении реакции продукт \( \text{X}(\text{NO}_3)_2 \) верен, то это исключает алюминий. В таком случае, более вероятен железо, так как оно может образовывать \( \text{Fe}(\text{NO}_3)_2 \) при реакции с концентрированной азотной кислотой в определенных условиях, при этом пассивируясь на холоде.

Исходя из предоставленного уравнения реакции, где образуется \( \text{X}(\text{NO}_3)_2 \), это указывает на степень окисления +2. Алюминий имеет степень окисления +3. Железо может проявлять степень окисления +2. Железо пассивируется холодной концентрированной азотной кислотой.

Поэтому, если принять уравнение как верное, то X — это Железо.

Ответ: Железо