Номер 313, страница 50 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

313. На нейтрализацию гидроксида щёлочноземельного металла массой 12,2 г потребовался хлороводород химическим количеством 0,20 моль. Установите металл.

Дано:

Щелочноземельный металл — $Me \in IIA$ группы

$m(Me(OH)_2) = 12,2 \text{ г}$

$n(HCl) = 0,20 \text{ моль}$

В системе СИ:

$m(Me(OH)_2) = 0,0122 \text{ кг}$

$n(HCl) = 0,20 \text{ моль}$

Найти:

$Me$ — ?

Решение:

Щелочноземельные металлы находятся во второй группе главной подгруппы периодической системы и в своих соединениях проявляют степень окисления +2. Следовательно, общая формула гидроксида щелочноземельного металла — $Me(OH)_2$, где $Me$ — неизвестный металл.

Запишем уравнение реакции нейтрализации гидроксида металла хлороводородом (соляной кислотой):

$Me(OH)_2 + 2HCl \rightarrow MeCl_2 + 2H_2O$

Из уравнения реакции видно, что на нейтрализацию 1 моль гидроксида металла расходуется 2 моль хлороводорода. Таким образом, соотношение количеств веществ реагентов составляет:

$\frac{n(Me(OH)_2)}{1} = \frac{n(HCl)}{2}$

Используя данные задачи, найдем количество вещества гидроксида металла, вступившего в реакцию:

$n(Me(OH)_2) = \frac{1}{2} n(HCl) = \frac{1}{2} \cdot 0,20 \text{ моль} = 0,10 \text{ моль}$

Зная массу гидроксида металла ($m = 12,2 \text{ г}$) и его химическое количество ($n = 0,10 \text{ моль}$), мы можем рассчитать его молярную массу ($M$):

$M(Me(OH)_2) = \frac{m(Me(OH)_2)}{n(Me(OH)_2)} = \frac{12,2 \text{ г}}{0,10 \text{ моль}} = 122 \text{ г/моль}$

С другой стороны, молярная масса гидроксида $Me(OH)_2$ складывается из относительной атомной массы металла ($Ar(Me)$) и удвоенной молярной массы гидроксогруппы ($OH$):

$M(OH) = Ar(O) + Ar(H) \approx 16 + 1 = 17 \text{ г/моль}$

$M(Me(OH)_2) = Ar(Me) + 2 \cdot M(OH) = Ar(Me) + 2 \cdot 17 \text{ г/моль} = Ar(Me) + 34 \text{ г/моль}$

Приравняем два полученных выражения для молярной массы гидроксида и найдем относительную атомную массу неизвестного металла:

$Ar(Me) + 34 = 122$

$Ar(Me) = 122 - 34 = 88$

Обратимся к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Щелочноземельный металл (элемент IIA группы) с относительной атомной массой, наиболее близкой к 88, — это стронций ($Sr$), его атомная масса составляет 87,62.

Ответ: искомый металл — стронций ($Sr$).