Номер 739, страница 122 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

739. Раствор хлорида двухвалентного металла (массовая доля соли равна 5,55 %) массой 200 г содержит 0,30 моль ионов. Установите металл.

Дано:

$m_{р-ра} = 200 \text{ г}$

$\omega(\text{соли}) = 5,55 \% = 0,0555$

$n_{ионов} = 0,30 \text{ моль}$

Валентность металла (Me) = II

Найти:

Металл (Me) - ?

Решение:

1. Обозначим неизвестный двухвалентный металл как Me. Формула его хлорида будет MeCl₂.

2. Напишем уравнение диссоциации этой соли в водном растворе. При растворении одна формульная единица соли распадается на три иона: один катион металла и два хлорид-иона.

$\text{MeCl}_2 \rightarrow \text{Me}^{2+} + 2\text{Cl}^-$

3. Из уравнения следует, что количество вещества всех ионов ($n_{ионов}$) в 3 раза больше количества вещества растворенной соли ($n(\text{MeCl}_2)$):

$n_{ионов} = n(\text{Me}^{2+}) + n(\text{Cl}^-) = n(\text{MeCl}_2) + 2 \cdot n(\text{MeCl}_2) = 3 \cdot n(\text{MeCl}_2)$

4. Рассчитаем количество вещества соли в растворе, используя известное общее количество вещества ионов:

$n(\text{MeCl}_2) = \frac{n_{ионов}}{3} = \frac{0,30 \text{ моль}}{3} = 0,1 \text{ моль}$

5. Найдем массу соли в растворе, исходя из массы раствора и массовой доли соли:

$m(\text{MeCl}_2) = m_{р-ра} \cdot \omega(\text{соли}) = 200 \text{ г} \cdot 0,0555 = 11,1 \text{ г}$

6. Зная массу соли и ее количество вещества, можем вычислить молярную массу соли:

$M(\text{MeCl}_2) = \frac{m(\text{MeCl}_2)}{n(\text{MeCl}_2)} = \frac{11,1 \text{ г}}{0,1 \text{ моль}} = 111 \text{ г/моль}$

7. Молярная масса хлорида металла MeCl₂ равна сумме относительной атомной массы металла ($\text{Ar}(\text{Me})$) и удвоенной относительной атомной массы хлора ($\text{Ar}(\text{Cl}) \approx 35,5 \text{ г/моль}$).

$M(\text{MeCl}_2) = \text{Ar}(\text{Me}) + 2 \cdot \text{Ar}(\text{Cl})$

Выразим и найдем атомную массу металла:

$\text{Ar}(\text{Me}) = M(\text{MeCl}_2) - 2 \cdot \text{Ar}(\text{Cl})$

$\text{Ar}(\text{Me}) = 111 \text{ г/моль} - 2 \cdot 35,5 \text{ г/моль} = 111 - 71 = 40 \text{ г/моль}$

8. По периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находим элемент с относительной атомной массой 40. Это кальций (Ca). Кальций — металл второй группы, его валентность в соединениях равна II.

Ответ: Неизвестный металл – кальций (Ca).