Химия
8 класс
Вопрос
Нитрат неизвестного металла растворили в воде. Раствор разделили на две равные части. К одной части добавили магний, к другой - такую же массу цинка. По окончании реакции масса осадка во второй части оказалась на 2,05 г меньше. После добавления избытка соляной кислоты к обоим осадкам они частично растворились и их массы оказались равными и составили 3,2 г. Определите неизвестный металл.
Ответ
Записываем уравнения реакций:
$Me(NO_{3})_{x} + \frac{x}{2} Mg \rightarrow \frac{x}{2}Mg(NO_{3})_{2} + Me$; (1)
$Me(NO_{3})_{x} + \frac{x}{2} Zn \rightarrow \frac{x}{2}Zn(NO_{3})_{2} + Me$. (2)
В результате реакции магний и цинк растворяются, неизвестный металл осаждается. Цинк и магний растворяются в соляной кислоте. Следовательно, в осадке после действия соляной кислоты будет находиться только неизвестный металл. Значит, в результате как 1-й, так и 2-й реакции образовалось 3,2 г неизвестного металла.
Поскольку массы образовавшегося неизвестного металла в обеих частях равны, равны и его количества в обеих частях. Согласно этому равны и количества магния и цинка, вступивших в реакцию с нитратом, так как равны их валентности. При условии, что в реакцию вступят 1 моль магния и 1 моль цинка, массы осадков будут отличаться на величину:
$\Delta m = 65 г - 24 г = 41 г$.
В условии сказано, что $\Delta m_{1} = 2,05 г$. Составляем пропорцию:
если 1 моль $Mg$ прореагирует, то $\Delta m = 41 г$;
если x моль $Mg$ прореагирует, то $\Delta m_{1} = 2,05 г$;
$x = \nu (Mg) = 0,05 моль$.
Выражаем количество неизвестного металла. Согласно уравнению реакции (1):
$\nu (Me) = \frac{2 \nu (Mg)}{x}; \nu (Me) = \frac{2 \cdot 0,05}{x} = \frac{0,1}{x}$.
Выражаем молярную массу неизвестного металла:
$M(Me) = \frac{m(Me)}{ \nu (Me)}; M(Me) = \frac{3,2}{ \frac{0,1}{x}} = 32x$, где $x$ - валентность металла. Принимаем валентность металла, равную единице ($x = 1$). Тогда его молярная масса равна 32 г/моль. Такой металл не существует. Если же металл двухвалентен (х=2), то его молярная масса составляет 64 г/моль. Металлом с такой молярной массой является медь.