Question

Для розчинення 3,7 г тривалентного металу потрібно 14,7 г сірчаної кислоти. Визначити еквівалентну і атомну маси металу і обсяг водню, що виділився (н.у.) Для растворения 3,7 г трехвалентного металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить эквивалентную и атомную массы металла и объем выделившегося водорода (н.у.)

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Для вирішення цієї задачі спочатку ми знайдемо еквівалентну масу металу і атомну масу металу, а потім обсяг водню, що виділився (н.у.).

1. **Еквівалентна маса металу (Mетал)**:

Знаємо, що маса сірчаної кислоти (H₂SO₄) - 14.7 г.

Маса сери (S) в сірчаній кислоті - 32 г/моль.

Маса кисню (O) в сірчаній кислоті - 16 г/моль.

Таким чином, маса водню (H) в сірчаній кислоті - (2 * 1) = 2 г/моль.

Маса сірки у H₂SO₄ - 32 г/моль, а маса кисню - 64 г/моль.

Тепер знайдемо, яка кількість молей H₂SO₄ реагувала з металом:

Маса H₂SO₄ - 14.7 г.

Маса сірки у H₂SO₄ - 32 г/моль.

Кількість молей H₂SO₄ = Маса / Маса одного моля = 14.7 г / 98 г/моль (32 г/моль + 2 * 16 г/моль) ≈ 0.15 моль.

Знаючи кількість молей H₂SO₄, ми знаходимо кількість молей металу, який розчинився. З формули H₂SO₄ відомо, що 1 моль H₂SO₄ взаємодіє з 3 мольми металу (за рівнянням H₂SO₄ + 3M → 3MSO₄):

Кількість молей металу = 0.15 моль * 3 = 0.45 моль.

Тепер ми можемо знайти еквівалентну масу металу:

Еквівалентна маса металу (Mетал) = Маса / Кількість молей = 3.7 г / 0.45 моль ≈ 8.22 г/моль.

2. **Атомна маса металу (M)**:

Атомна маса металу = Еквівалентна маса металу * Заряд металу.

За умовою метал тривалентний, отже, заряд металу (заряд іону) = +3.

Атомна маса металу (M) = 8.22 г/моль * 3 = 24.66 г/моль.

3. **Обсяг водню (н.у.)**:

Водень утворюється в результаті реакції, тому ми можемо використовувати закони стехіометрії для обчислення його обсягу (при нормальних умовах):

1 моль H₂ виділяє 22.4 л об'єму (при нормальних умовах).

Кількість молей водню, виділеного у реакції, дорівнює кількість молей металу (0.45 моль), оскільки коефіцієнт стехіометрії для водню в цій реакції також дорівнює 3 (за рівнянням H₂SO₄ + 3M → 3MSO₄).

Отже, обсяг водню (н.у.):

Обсяг H₂ = Кількість молей * 22.4 л/моль = 0.45 моль * 22.4 л/моль ≈ 10.08 л.

Таким чином, еквівалентна маса металу (Mетал) дорівнює приблизно 8.22 г/моль, а атомна маса металу (M) - 24.66 г/моль. Обсяг водню (н.у.) утвореного у реакції - приблизно 10.08 л.

Answer 2

Давайте розглянемо це завдання крок за кроком.

1. Знаючи масу металу (3,7 г) і масу сірчаної кислоти (14,7 г), ми можемо спростити відношення маси металу до маси кислоти:

   Маса металу / Маса кислоти = 3,7 г / 14,7 г = 1/4.

   Це відношення показує, що маса металу дорівнює чверті маси сірчаної кислоти.

2. Тепер ми можемо знайти еквівалентну масу металу, використовуючи стехіометричний віднос:

   Еквівалентна маса металу = Маса металу / Маса кислоти = 3,7 г / 1/4 = 3,7 г * 4 = 14,8 г.

3. Тепер давайте знайдемо атомну масу металу. Зазвичай атомна маса елемента виражається в атомних масових одиницях (аму). Оскільки масове число (аму) визначається на основі атомної маси вуглецю-12, ми можемо знайти атомну масу металу, поділивши його еквівалентну масу на масу масового числа вуглецю-12:

   Атомна маса металу (аму) = Еквівалентна маса металу / Масове число вуглецю-12 = 14,8 г / 12 г/моль = 1,233 аму.

4. Тепер розглянемо обсяг водню, що виділився під час реакції. Оскільки масове відношення гідрогену до металу в реакції 1:1, і маса металу 3,7 г, то маса виділеного водню також 3,7 г.

   Тепер переведемо масу водню в обсяг водню при н.у. (нормальних умовах, тобто 0 °C і 1 атмосферному тиску). Для цього використовується величина, відома як молекулярний об'єм водню. Молекулярний об'єм водню при н.у. дорівнює близько 22,4 л/моль.

   Обсяг водню (н.у.) = Маса водню / Молекулярний об'єм водню (при н.у.) = 3,7 г / 2 г/моль * 22,4 л/моль ≈ 41,8 л.

Отже, еквівалентна маса металу дорівнює приблизно 14,8 г/моль, а атомна маса металу приблизно 1,233 аму. Обсяг виділеного водню під час реакції становить приблизно 41,8 л при нормальних умовах.