Номер 1394, страница 215 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1394. *При термическом разложении карбоната неизвестного металла массой 10,0 г получили оксид углерода (IV) массой 4,40 г. Установите неизвестный металл.

Дано:

$m(\text{карбоната металла}) = 10,0 \text{ г}$

$m(CO_2) = 4,40 \text{ г}$

Найти:

Неизвестный металл — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения карбоната металла в общем виде. Большинство металлов, образующих карбонаты, которые разлагаются при нагревании, имеют валентность II. Предположим, что неизвестный металл (обозначим его Me) двухвалентен. Тогда формула его карбоната — $MeCO_3$.

Уравнение реакции разложения:

$MeCO_3 \xrightarrow{t} MeO + CO_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (число моль) выделившегося оксида углерода (IV), $CO_2$. Для этого нам понадобится его молярная масса $M(CO_2)$.

$M(CO_2) = M(C) + 2 \cdot M(O) = 12 \text{ г/моль} + 2 \cdot 16 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим количество вещества $CO_2$ по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{4,40 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0,10 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества разложившегося карбоната металла. Из уравнения видно, что стехиометрические коэффициенты перед $MeCO_3$ и $CO_2$ равны 1. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(MeCO_3) = n(CO_2) = 0,10 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества карбоната металла, можем рассчитать его молярную массу $M(MeCO_3)$.

$M(MeCO_3) = \frac{m(MeCO_3)}{n(MeCO_3)} = \frac{10,0 \text{ г}}{0,10 \text{ моль}} = 100 \text{ г/моль}$

5. Молярная масса карбоната $MeCO_3$ складывается из молярной массы металла $M(Me)$ и молярной массы карбонат-иона $CO_3^{2-}$.

$M(CO_3^{2-}) = M(C) + 3 \cdot M(O) = 12 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 60 \text{ г/моль}$

Теперь найдем молярную массу неизвестного металла:

$M(Me) = M(MeCO_3) - M(CO_3^{2-}) = 100 \text{ г/моль} - 60 \text{ г/моль} = 40 \text{ г/моль}$

6. Обратимся к периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Элемент с относительной атомной массой, близкой к 40, — это кальций (Ca). Его относительная атомная масса равна 40,08. Кальций является двухвалентным металлом, что подтверждает наше первоначальное предположение.

Таким образом, неизвестный металл — это кальций.

Ответ: Неизвестный металл — кальций (Ca).