Химия
8 класс
Вопрос
Взвесили два образца обезвоженного соединения некоторого металла. Первый из них массой 4,000 г расплавили и подвергли электролизу, получив при этом 6,238 л водорода при температуре $27,3^{\circ} С$ и давлении 750 мм рт. ст.
Из второго образца массой 6,205 г при действии избытка воды образовалось 1,574 л водорода.
а. Определите формулу исследуемого соединения.
б. Напишите уравнения происходящих реакций.
Ответ
Выделение водорода при электролизе расплава безводного соединения показывает, что неизвестное вещество было гидридом некоторого металла. По объему водорода, приведенному к нормальным условиям, можно вычислить эквивалент металла
$V_0 = \frac {750 : 6,283 \cdot 273}{760 \cdot 300,4} = 5,637$ л,
масса полученного водорода
$m_H = \frac{1,008 \cdot 5,637}{22,4} = 0,507$ г,
масса металла, входящего в состав гидрида
$m_M = 4,000 - 0,507 = 3,493$ г,
а эквивалент
$Э_M = \frac{3,493 \cdot 1,008}{0,507} = 6,94$.
Установленное значение эквивалента соответствует эквиваленту лития ($A = Э = 6,94$). Следовательно, электролизу подвергнут гидрид лития $LiH$.
Гидрид лития реагирует с водой:
$LiH + H_2O = LiOH + H_2$,
7,948 г $LiH$ дают 2,016 г $H_2$,
6,205 $LiH$ - $x$ г $H_2$,
$x = 1,574 \: г H_2$.
При плавлении гидрида лития в его расплаве находятся ионы
$LiH \rightarrow Li^{+} + H^{-}$,
на катоде происходит восстановление ионов лития
$Li^{+} + \epsilon \rightarrow Li$,
на аноде протекает окисление гидрид-ионов
$2H^{-} - 2 \epsilon \rightarrow H_2$.