Номер 9, страница 163 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

9. К гидриду неизвестного двухвалентного металла массой 1,05 г добавили воду в избытке. При этом выделился водород объёмом $1,12 \text{ дм}^3$ (н. у.). Определите металл.

Дано:

$m(\text{MeH}_2) = 1,05 \text{ г}$

$V(\text{H}_2) = 1,12 \text{ дм}^3$ (н. у.)

Валентность металла = II

$m(\text{MeH}_2) = 0,00105 \text{ кг}$

$V(\text{H}_2) = 0,00112 \text{ м}^3$

Найти:

Неизвестный металл (Me) - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции. Поскольку металл двухвалентен, формула его гидрида $\text{MeH}_2$. Гидриды активных металлов реагируют с водой, образуя гидроксид и водород. Вода взята в избытке.

$\text{MeH}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Me}(\text{OH})_2 + 2\text{H}_2\uparrow$

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) выделившегося водорода. Так как объем измерен при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$n(\text{H}_2) = \frac{V(\text{H}_2)}{V_m} = \frac{1,12 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,05 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества гидрида металла $\text{MeH}_2$. Из стехиометрических коэффициентов видно, что количество вещества гидрида в 2 раза меньше количества вещества выделившегося водорода.

$\frac{n(\text{MeH}_2)}{1} = \frac{n(\text{H}_2)}{2}$

$n(\text{MeH}_2) = \frac{n(\text{H}_2)}{2} = \frac{0,05 \text{ моль}}{2} = 0,025 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества гидрида, найдем его молярную массу $M(\text{MeH}_2)$.

$M(\text{MeH}_2) = \frac{m(\text{MeH}_2)}{n(\text{MeH}_2)} = \frac{1,05 \text{ г}}{0,025 \text{ моль}} = 42 \text{ г/моль}$

5. Молярная масса гидрида $\text{MeH}_2$ равна сумме молярной массы металла $M(\text{Me})$ и удвоенной молярной массы водорода ($M(\text{H}) \approx 1 \text{ г/моль}$).

$M(\text{MeH}_2) = M(\text{Me}) + 2 \cdot M(\text{H})$

Отсюда можем найти молярную массу неизвестного металла:

$M(\text{Me}) = M(\text{MeH}_2) - 2 \cdot M(\text{H}) = 42 \text{ г/моль} - 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 40 \text{ г/моль}$

6. По Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находим элемент с атомной массой 40. Это кальций (Ca). Кальций находится во второй группе, его валентность равна II, что соответствует условию задачи.

Ответ: неизвестный металл - кальций (Ca).