1. Способность металла восстанавливаться цинком, зеленый или голубой цвет водных растворов его соединений, способность восстанавливаться сернистым газом дает возможность предположить, что исходно речь идет о соединениях меди(II). Найдем ее содержание: ω(Cu) = 0,1589 / 0,7435 (половина навески кристаллов) = 0,2137 или 21,37 %.

Белый осадок, выпадающий из раствора при действии нитрата серебра – хлорид серебра. Тогда найдем содержание хлора: ν(Cl) = (1,435 / 143,5) · 35,45 / 0,7435 = 0,4768 или 47,68 %.

Какие еще элемены могли входить в состав кристаллов гранатового цвета? Это, вероятно, водород (синтез вели в водном растворе) и кислород (оставшиеся 30,95 % не могут приходиться только на водород). Если учесть наличие водорода и кислорода, применим условие электронейтральности и найдем формулу неизвестного вещества H_aCu_bCl_cO_d.

Пусть ν(Н) = х %, тогда: х / 1,008 + 21,37 / 63,55 – 47,68 / 35,45 – 2 · (30,95 – х) / 16,00 = 0. Получаем х = 4,07 % водорода, тогда 26,88 % кислорода.

Рассчитаем брутто-формулу:

H : Cu : Cl : O = 4,07 / 1,008 : 21,37 / 63,55 : 47,68 / 35,45 : 26,88 / 16,00 = 12 : 1 : 4 : 5,

т.е. H₁₂CuCl₄O₅. Наиболее вероятно, что это кристаллогидрат комплексной кислоты H₂[CuCl₄]  · 5H₂O.

2. В концентрированном водном растворе сохраняются комплексные ионы [CuCl₄]²⁻ (зеленая окраска). При значительном разбавлении хлоридные комплексные ионы почти полностью распадаются и в растворе присутствуют преимущественно акваионы меди(II) – [Cu(H₂O)₄]²⁺ (голубая окраска).

Сернистый газ восстанавливает медь(II) до меди(I). В концентрированном растворе присутствуют бесцветные комплексные анионы [CuCl₂]⁻, которые при разбавлении практически полностью распадаются с образованием малорастворимого белого осадка хлорида меди(I):

2[CuCl₄]²⁻ + SO₂ + 2H₂O = 2[CuCl₂]⁻+ 4Cl⁻ + HSO₄⁻+ 3H⁺;

2Cu²⁺+ 2Cl⁻ + SO₂ + 2H₂O = CuCl↓ + HSO₄⁻+ 3H⁺.

3. При нагревании гранатовых кристаллов концентрированной серной кислотой на песчаной бане протекает реакция: H₂[CuCl₄] · 5H₂O + H₂SO₄ = CuSO₄ + 4HCl↑ + 5H₂O.