Question

Неизвестный металл массой 8,1 г растворили в 10%-ном растворе серной кислоты, при этом образовался сульфат трёхвалентного металла и выделилось 10,08 л (н.у.) газа. Определите металл. В ответ запишите порядковый номер этого металла в Периодической системе химических элементов.

Answer 1

2Me + 3H2SO4 = Me2(SO4)3 + 3H2
 2                                                    3
 x                                                   0.45

n(H2) = 10.08/22.4 = 0.45 моль
n(Me) = 0.45*2/3 = 0.3 моль
M(Me) = m/n = 8.1/0.3 = 27 г/моль - это алюминий, 
порядковый номер его 13.

Answer 2

Чтобы определить металл, растворенный в серной кислоте, нужно воспользоваться химическим уравнением реакции. Дано, что неизвестный металл образует сульфат трёхвалентного металла (M^3+) и выделяется газ. В данном случае, можно предположить, что газом является водород (H₂), так как это типичное событие при реакции металла с кислотой.

Составим уравнение реакции:

\[ \text{M} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{M}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\uparrow \]

Теперь у нас есть данные о массе металла и объеме выделившегося газа. Обратим внимание, что 1 моль газа при нормальных условиях (н.у.) занимает объем примерно 22,4 литра.

Масса металла: \(8,1 \, \text{г}\)

Объем выделившегося газа: \(10,08 \, \text{л} \, (\text{н.у.})\)

Теперь определим количество молей газа:

\[ \text{Моли газа} = \frac{\text{Объем газа (л)}}{\text{Объем моля газа при н.у. (л/моль)}} \]

\[ \text{Моли газа} = \frac{10,08 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,45 \, \text{моль} \]

Теперь сравним количество молей металла и молей сульфата в реакции. Так как сульфат трёхвалентного металла (M^3+) образуется из одного металла, моли металла и моли сульфата будут равными:

\[ \text{Моли металла} = \text{Моли сульфата} \]

\[ \text{Масса металла (г)} = \text{Моли металла} \times \text{Масса моля металла (г/моль)} \]

\[ 8,1 \, \text{г} = 0,45 \, \text{моль} \times \text{Масса моля металла (г/моль)} \]

Отсюда можно выразить массу моля металла:

\[ \text{Масса моля металла (г/моль)} = \frac{8,1 \, \text{г}}{0,45 \, \text{моль}} \approx 18 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем этот металл в периодической системе химических элементов. У металла массой 18 г/моль есть порядковый номер 40, который соответствует кальцию (Ca).

Таким образом, ответ: порядковый номер металла в периодической системе химических элементов - 20, что соответствует кальцию (Ca).