Question

Від дії води на 0,25г металу добуто 140мл водню. Цей метал розчиняється в рідкому аміаку, реагує з киснем, воднем, азотом. Знайдіть атомну масу металу, вкажіть на його застосування, відомі ізотопи та способи добування. Напишіть рівняння відповідних реакцій

Answer 1

Ответ: Кальцій

Пояснення:

Задачу можна розв'язати за допомогою закону еквівалентів. Еквівалентний молярний об'єм водню дорівнює 11,2 л, складаємо пропорцію:

0,25 г металу eквівалентно 0,14 л водню

х г металу еквівалентно 11,2 л водню

х = 20

Зная хімічні властивості металів можна передбачити, що жодному лужному металу ця маса не відповідає, а ось лужно-земельному кальцію це відповідає, тому що фактор еквівалентності лужно-земельних металів дорівнює 2. Тобто, Ar(Ca) = 20*2 = 40

Сa + 2NH3 = Ca(NH2)2 + H2

2Ca + O2 = 2CaO

2Ca + H2 = CaH2

3Ca + N2 = Ca3N2

Застосування: для відновлення із сполук деяких металів таких як уран, хром, цирконій, цезій, рубідій; для виділення зі сталі та інших сплавів - оксигену, сульфуру, для обезводнення органічних рідких речовин.

Природний кальцій складається з шости ізотопів з масовими числами 40, 42, 43, 44, 46 и 48. Основний ізотоп – 40Са; його вміст в металі складає близько 97%. Отримани штучним шляхом ізотопи з масовими числами 39, 41, 45, 47 и 49 – радіоактивні.

Способи добування кальцію: електролітичним засобом; електролізу піддають розплав кальцій хлориду. Незначну кількість кальцію отримують алюмотермічним засобом.

4CaO + 2Al = 3Ca + (CaAl2)O4

3CaCl2 + 2Al = 3Ca + 2AlCl3

Answer 2

Для знаходження атомної маси металу, спочатку переведемо дані про кількість молів водню, який був видобутий, в кількість молів металу, що був розчинений в воді.

1. Знайдемо кількість молів водню: Маса водню (H₂) = 2 г/моль (молекулярна маса H₂) Кількість молів водню (n) = маса водню (140 мл) / масу водню (2 г/моль)

Кількість молів водню (n) = 140 мл * (1 г/мл) / 2 г/моль ≈ 70 моль

2. Так як стехіометричне співвідношення між металом та виділеним воднем становить 1:1 (1 моль металу реагує з 1 молем водню), кількість молів металу також дорівнює приблизно 70 молям.

3. Тепер знаходимо атомну масу металу: Маса металу = кількість молів металу * атомна маса металу

Атомна маса металу ≈ Маса металу / Кількість молів металу ≈ 0,25 г / 70 моль ≈ 0,00357 г/моль

Отже, атомна маса цього металу близько 0,00357 г/моль.

Застосування металу: З мізерною інформацією, що надана, важко визначити конкретний метал. Для точного визначення його застосування потрібні більш детальні дані про цей метал та його властивості.

Відомі ізотопи: Ізотопи металу мають різну кількість нейтронів у ядрі, але мають однакову кількість протонів. Названих ізотопів немає, але ізотопні властивості можна знайти у додаткових джерелах.

Способи добування: Для визначення способів добування також потрібна більш детальна інформація про метал. Багато металів можна добувати шляхом електролізу, використання вугілля як редуктора, хімічних реакцій з іншими речовинами тощо.

Рівняння реакцій:

1. Реакція металу з водою: Метал + 2H₂O -> Металний гідроксид + H₂↑

2. Реакція металу з аміаком: Метал + 2NH₃ -> Металні амід + 3H₂↑

3. Реакція металу з киснем: 2Метал + O₂ -> 2Металний оксид

4. Реакція металу з азотом: 3Метал + N₂ -> Металні нітриди

Знову ж таки, конкретні рівняння можуть змінюватися в залежності від типу металу, який ми розглядаємо.