Номер 438, страница 67 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

438. При взаимодействии высшего оксида элемента VIA-группы массой 10,16 г с избытком воды образуется кислота массой 11,6 г. Установите элемент.

Дано:

Элемент Э ∈ VIA-группе

$m(\text{ЭO₃}) = 10,16 \text{ г}$

$m(\text{H₂ЭO₄}) = 11,6 \text{ г}$

Массы даны в граммах, что соответствует системе СИ для молярных расчетов в химии, поэтому перевод не требуется.

Найти:

Элемент Э

Решение:

Элементы VIA-группы в высшей степени окисления +6 образуют оксиды с общей формулой ЭO₃. При взаимодействии таких оксидов с водой образуются соответствующие кислоты с общей формулой H₂ЭO₄. Запишем уравнение реакции в общем виде:

$ЭO₃ + H₂O \rightarrow H₂ЭO₄$

Согласно закону сохранения массы, масса вступивших в реакцию веществ равна массе продуктов реакции. Вода была взята в избытке, поэтому рассчитаем массу воды, которая прореагировала:

$m(H₂O) = m(H₂ЭO₄) - m(ЭO₃) = 11,6 \text{ г} - 10,16 \text{ г} = 1,44 \text{ г}$

Зная массу прореагировавшей воды, найдем ее количество вещества (моль). Молярная масса воды $M(H₂O)$ составляет $18 \text{ г/моль}$.

$n(H₂O) = \frac{m(H₂O)}{M(H₂O)} = \frac{1,44 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,08 \text{ моль}$

Из уравнения реакции следует, что оксид ЭO₃ и вода реагируют в мольном соотношении 1:1. Следовательно, количество вещества оксида ЭO₃ также равно 0,08 моль.

$n(ЭO₃) = n(H₂O) = 0,08 \text{ моль}$

Теперь мы можем рассчитать молярную массу высшего оксида ЭO₃, зная его массу и количество вещества:

$M(ЭO₃) = \frac{m(ЭO₃)}{n(ЭO₃)} = \frac{10,16 \text{ г}}{0,08 \text{ моль}} = 127 \text{ г/моль}$

Молярная масса оксида ЭO₃ складывается из атомной массы элемента Э ($Ar(Э)$) и утроенной атомной массы кислорода ($Ar(O) \approx 16 \text{ а.е.м.}$):

$M(ЭO₃) = Ar(Э) + 3 \cdot Ar(O)$

Подставим известные значения и найдем атомную массу неизвестного элемента:

$127 \text{ г/моль} = Ar(Э) + 3 \cdot 16 \text{ г/моль}$

$127 \text{ г/моль} = Ar(Э) + 48 \text{ г/моль}$

$Ar(Э) = 127 \text{ г/моль} - 48 \text{ г/моль} = 79 \text{ г/моль}$

Обратимся к Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Элемент VIA-группы с относительной атомной массой, близкой к 79, — это селен (Se), его атомная масса составляет 78,96.

Ответ: Искомый элемент — селен (Se).