Question

Помогите решить задачу по химии Для растворения 7,8 г металла требуется 40 мл 20%-ной соляной кислоты (плотность 1,095 г/мл) , при этом образуется соль двухвалентного металла. Выделяющийся водород полностью реагирует с 6,4 г оксида трехвалентного металла. Определите, каие металлы использовались в этих превращениях.

Answer 1

Данный ответ представлен фотографией

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнения реакций и расчеты массы веществ.

1. Найдем количество вещества соляной кислоты, используя формулу: n = m/M, где n - количество вещества (моль), m - масса вещества (г), M - молярная масса вещества (г/моль). Молярная масса соляной кислоты (HCl) равна 36,47 г/моль. n(HCl) = 40 г / 36,47 г/моль ≈ 1,10 моль.

2. Используя уравнение реакции металла с соляной кислотой, определяем молекулярную формулу металла: M + 2HCl -> MCl2 + H2, где MCl2 - соль двухвалентного металла, H2 - выделившийся водород. Так как из 1 моли соляной кислоты получается 1 моль водорода, для образования всех 1,10 моль водорода требуется использовать 1,10 моль соляной кислоты.

3. Найдем массу металла, используя соотношение массы и количество вещества: m = n * M. Массовая доля соляной кислоты равна 20%, что означает, что в 100 мл раствора содержится 20 г соляной кислоты. Так как в задаче указана масса раствора, а не объем, то найдем массу соляной кислоты: m(HCl) = 40 мл * 20 г/100 мл = 8 г.

Зная массу соляной кислоты и количество вещества ее молей, найдем молярную массу соляной кислоты: M(HCl) = m(HCl) / n(HCl) = 8 г / 1,10 моль ≈ 7,27 г/моль.

Так как в уравнении реакции металла с соляной кислотой одна моль металла соответствует двум молям соляной кислоты, то для расчета массы металла воспользуемся следующим соотношением: m(M) = (m(HCl) / 2) * M(M) / M(HCl), где m(M) - масса металла (г), M(M) - молярная масса металла (г/моль).

Подставим известные значения: m(M) = (8 г / 2) * M(M) / 7,27 г/моль = 4 г * M(M) / 7,27 г/моль.

4. Найдем количество вещества оксида трехвалентного металла, используя формулу: n = m/M. Молярная масса оксида трехвалентного металла равна 48 г/моль. n(оксид) = 6,4 г / 48 г/моль ≈ 0,13 моль.

5. Используя уравнение реакции водорода с оксидом трехвалентного металла, определяем молекулярную формулу металла: 2H2 + M2O3 -> 2H2O + 2M, где H2O - образовавшаяся вода, M - трехвалентный металл.

Так как из 2 молей водорода получается 2 моля металла, для полного реагирования всех 0,13 моль водорода необходимо использовать 0,13 моль металла.

6. Таким образом, мы нашли молекулярные формулы металлов, используемых в реакциях: - Для реакции соляной кислоты: MCl2, - Для реакции оксида трехвалентного металла: M2O3.

Название металлов нам неизвестно, так как в задаче не предоставлена информация о них. Но по полученным молекулярным формулам можно сделать предположение, что в первой реакции используется металл двухвалентного катиона, а во второй реакции - металл трехвалентного катиона. Возможными вариантами металлов могут быть, например, железо (Fe) и алюминий (Al) соответственно.