Question

Образец неизвестного металла массой 54 мг сожгли в кислороде. В результате получили 0,102 г белого порошка.а) определите металл;б) напишите уравнение реакции.

Answer 1

Пусть Ме - неизвестный металл, х - его валентность.
Составим уравнение сгорания: 4Ме + хО2 = 2Ме2Ох.
Найдем количества металла и оксида:
v(Me) = 0,054 г : М = 0,054/М (М - молярная масса металла).
v(Me2Ox) = 0,102 г : (2М + 16х) = 0,051/(М + 8х).
По уравнению реакции, количества металла и оксида относятся как 2 : 1. Имеем уравнение:
0,054/М = 0,102/(М + 8x), отсюда М = 9х.
При х = 3 М = 27 - алюминий.

Answer 2

Чтобы определить металл и написать уравнение реакции, давайте разберемся с данными. У нас есть образец неизвестного металла массой 54 мг, который сожгли в кислороде, и в результате получили 0,102 г белого порошка.

а) Определение металла:

1. Найдем изменение массы металла в результате реакции:

\[ \text{Изменение массы} = \text{Масса конечного продукта} - \text{Масса исходного металла} \]

\[ \text{Изменение массы} = 0,102\,г - 0,054\,г = 0,048\,г \]

2. Теперь определим количество молей металла, используя молярную массу.

Предположим, что металл обозначен символом \( M \). Найдем его молярную массу в г/моль. Это можно сделать, зная, что 1 моль металла (M) соответствует его атомной массе в граммах.

Допустим, \( M_A \) - атомная масса металла \( M \). Тогда:

\[ M_A = \frac{\text{Масса металла}}{\text{Количество молей металла}} \]

\[ \text{Количество молей металла} = \frac{\text{Масса металла}}{M_A} \]

Поскольку масса металла - 0,054 г, а изменение массы - 0,048 г, можно предположить, что масса кислорода, вступившего в реакцию, невелика. Таким образом, масса металла может быть принята равной 0,048 г.

\[ \text{Количество молей металла} = \frac{0,048\,г}{M_A} \]

3. Теперь у нас есть количество молей металла. Осталось определить этот металл.

Для этого найдем количество молей кислорода, вступившего в реакцию. Это можно сделать, зная, что кислород воздуха (O2) взаимодействует с металлом:

\[ M_A + O_2 \rightarrow MO_x \]

Где \( MO_x \) - оксид металла.

Количество молей кислорода равно количеству молей металла, так как стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции будут равны.

Теперь у нас есть два уравнения:

\[ \text{Количество молей металла} = \frac{0,048\,г}{M_A} \] \[ \text{Количество молей кислорода} = \frac{0,048\,г}{M_O} \]

Где \( M_O \) - молярная масса кислорода (16 г/моль).

Поскольку количество молей металла и кислорода одинаково, можно сказать, что массовое отношение между металлом и кислородом в соединении равно их массовому отношению в оксиде.

\[ \frac{M_A}{M_O} = \frac{\text{Масса металла}}{\text{Масса кислорода}} \]

Подставим известные значения:

\[ \frac{M_A}{16} = \frac{0,048\,г}{0,054\,г} \]

Решив это уравнение, мы найдем молярную массу металла (\( M_A \)).

б) Написание уравнения реакции:

После того как мы определили металл, уравнение реакции можно записать. Предположим, что металл - это \( M \). Реакция с кислородом будет выглядеть так:

\[ 4M + O_2 \rightarrow 2M_2O_x \]

В уравнении учтено, что моль кислорода в атмосфере содержит два атома кислорода.

Обратите внимание, что конкретные значения и решение уравнения могут потребовать дополнительных данных и более точных расчетов, но этот метод предоставляет основную стратегию для определения металла и написания уравнения реакции.