Номер 41, страница 20 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

41. Металл массой 9,58 г прореагировал с 8,96 л хлора (н. у.), при этом образовался хлорид металла состава $RCl_4$. Установите металл.

Дано:

$m(R) = 9,58$ г
$V(Cl_2) = 8,96$ л (н. у.)
Формула хлорида: $RCl_4$

Значения в системе СИ не требуются, так как расчеты в химии традиционно ведутся в граммах, литрах и молях.

Найти:

Металл R - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия неизвестного металла R с хлором $Cl_2$. Согласно условию, образуется хлорид состава $RCl_4$, что указывает на валентность (или степень окисления) металла, равную IV.

$R + 2Cl_2 \rightarrow RCl_4$

2. Найдем количество вещества (число молей) хлора, вступившего в реакцию. Поскольку объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), воспользуемся молярным объемом газов $V_m = 22,4$ л/моль.

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{8,96 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества металла R. Стехиометрические коэффициенты показывают, что 1 моль металла реагирует с 2 моль хлора.

$n(R) : n(Cl_2) = 1 : 2$

Следовательно, количество вещества металла в 2 раза меньше количества вещества хлора:

$n(R) = \frac{1}{2} n(Cl_2) = \frac{1}{2} \times 0,4 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества металла, можем рассчитать его молярную массу $M(R)$.

$M(R) = \frac{m(R)}{n(R)} = \frac{9,58 \text{ г}}{0,2 \text{ моль}} = 47,9 \text{ г/моль}$

5. Обратимся к Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Элемент с относительной атомной массой, близкой к 47,9, — это титан (Ti), его атомная масса составляет 47,867. Титан является металлом IV группы, и для него характерна степень окисления +4, что соответствует формуле хлорида $TiCl_4$.

Ответ: Неизвестный металл — титан (Ti).