Question

СРОЧНО ОЧЕНЬ 5. При взаимодействии щелочного металла массой 51 г с водой выделился водород (н.у.) объемом 6,72 дм3. Определите металл, взятый для реакции

Answer 1

Ответ:

Для решения задачи необходимо использовать закон простой пропорциональности между количеством выделившегося водорода и количеством взаимодействовавшего металла.

1 моль щелочного металла взаимодействует с водой, выделяя 1 моль водорода. Молярная масса металла равна его атомной массе в г/моль.

Количество вещества металла (в молях) можно вычислить, разделив массу металла на его молярную массу:

n = m/M

где n - количество вещества металла (в молях), m - масса металла (в граммах), M - молярная масса металла (в г/моль).

Таким образом, количество вещества металла, взятого для реакции, равно:

n = 51 г / M

Количество выделившегося водорода можно вычислить по его объему при нормальных условиях (н.у.):

V(H2) = 6,72 дм^3

Количество вещества выделившегося водорода можно вычислить по формуле:

n(H2) = V(H2) / Vm

где Vm - молярный объем газа при н.у., равный 22,4 л/моль.

Зная количество вещества водорода и металла, можно установить соотношение между их количествами:

n(H2) = n(M)

Отсюда можно выразить молярную массу металла:

M = m / n = 51 г / n(H2)

M = 51 г / (6,72 дм^3 / 22,4 л/моль)

M = 23 г/моль

Таким образом, металл, взятый для реакции, имеет молярную массу 23 г/моль. Это может быть натрий (Na) или калий (K), так как их молярные массы равны 23 г/моль. Для точного определения металла необходимо использовать дополнительные данные (например, цвет металла, его плотность и т.д.).

Answer 2

Для определения металла, который взят для реакции, можно использовать закон сохранения массы и закон действующих пропорций.

1. Начнем с балансировки химического уравнения реакции металла с водой:

М + 2H₂O → M(OH)₂ + H₂

Здесь M представляет металл, H₂O - вода, M(OH)₂ - гидроксид металла, а H₂ - водород.

2. Посмотрим на уравнение и видим, что на каждый моль металла M, выделяется один моль водорода H₂.

3. Мы знаем, что объем водорода в нормальных условиях (н.у.) составляет 22.4 литра на один моль. Таким образом, 6.72 дм³ водорода соответствуют одному молю водорода.

4. Теперь, зная количество водорода, можно определить количество металла в реакции.

Молярная масса водорода (H₂) составляет приблизительно 2 г/моль. Таким образом, для выделения 51 г водорода потребовалось бы 51 г / 2 г/моль = 25.5 моль водорода.

5. Поскольку на один моль металла приходится один моль водорода, то количество металла (M) также равно 25.5 моль.

6. Теперь мы можем определить массу металла (M). Масса металла равна его молекулярной массе умноженной на количество молей:

Масса металла (г) = количество молей × молекулярная масса металла

Масса металла = 25.5 моль × молекулярная масса металла

7. Остается только подставить молекулярную массу металла в это уравнение. Например, если металлом является натрий (Na), то его молекулярная масса составляет приблизительно 23 г/моль.

Масса металла (г) = 25.5 моль × 23 г/моль = 586.5 г

Таким образом, металлом, взятым для реакции, является натрий (Na).