Зашифрованное вещество Х – оксид свинца (II) PbO.
При растворении оксида свинца (II) в избытке концентрированного раствора гидроксида натрия происходит образование комплексной соли – тетрагидроксоплюмбата натрия:
PbO + 2NaOH + H2O = Na2[Pb(OH)4] (1)
Добавление концентрированной азотной кислоты к полученному раствору комплексной соли приводит к протеканию нескольких реакций. Изначально взаимодействие тетрагидроксоплюмбата натрия и азотной кислоты ведет к образованию плохо растворимого в воде гидроксида свинца (II), который выпадает в виде белого осадка:
Na2[Pb(OH)4] + 2HNO3 = Pb(OH)2↓ + 2NaNO3 + 2H2O (2)
Дальнейшее прибавление азотной кислоты ведет к взаимодействию с ней гидроксида свинца (II), что сопровождается растворением белого осадка и образованием растворимого нитрата свинца (II):
Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H2O (3)
На ряду с вышеописанными реакциями, протекает и реакция нейтрализации между азотной кислотой и гидроксидом натрия, который был взят в избытке:
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O (4)
Образование ярко-желтого осадка иодида свинца (II) свидетельствует о взаимодействии нитрата свинца (II) с иодидом калия:
Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2↓ + 2KNO3 (5)
Вскипание реакционной смеси при добавлении азотной кислоты объясняется сильной экзотермичностью реакций нейтрализации, протекающих между азотной кислотой и гидроксидом натрия, азотной кислотой и гидроксидом свинца (II). Раствор закипает, поскольку был нагрет практически до температуры кипения, следовательно, теплоты, которая выделяется в результате протекания реакций нейтрализации, достаточно для нагревания раствора до температуры его кипения.
Полученный щелочной раствор тетрагидроксоплюмбата натрия разделили на две пробирки. В первую прилили раствор иодида калия и не наблюдали видимых признаков реакции. В водном растворе иодид калия диссоциирует с образованием онов калия и иодид-ионов. Тетрагидроксоплюмбат натрия диссоциирует с образованием катионов натрия и тетрагидроксоплюмбат-аниона. Не стоит забывать и о том, что раствор щелочи взятый для растворения оксида свинца (II), был в избытке, следовательно в растворе присутствует и гидроксид натрия (катионы натрия и гидроксил-ионы).
Во второй пробирке протекают реакции 2-5, следовательно, в растворе после окончания реакций содержатся такие вещества как: NaNO3, KNO3, H2O. Значит, ионами, содержащимися в растворе, являются: катионы натрия и калия, нитрат-анион.