Номер 879, страница 143 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

879. Фтор объёмом (н. у.) $11,2 \text{ дм}^3$ полностью прореагировал с двухвалентным металлом массой $20,0 \text{ г}$ с образованием соли. Установите металл.

Дано:

$V(\text{F}_2) = 11,2 \text{ дм³}$ (н. у.)

$m(\text{Ме}) = 20,0 \text{ г}$

Валентность металла = II

$V(\text{F}_2) = 11,2 \cdot 10^{-3} \text{ м³}$

$m(\text{Ме}) = 0,020 \text{ кг}$

Найти:

Металл - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия двухвалентного металла (обозначим его как Ме) с фтором. Поскольку металл двухвалентен, а фтор в соединениях с металлами одновалентен, формула образующейся соли (фторида металла) будет $\text{МеF}_2$.

$\text{Ме} + \text{F}_2 \rightarrow \text{МеF}_2$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты перед металлом и фтором равны 1.

2. Найдем количество вещества фтора, вступившего в реакцию. Так как объем дан при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ дм³/моль}$.

$n(\text{F}_2) = \frac{V(\text{F}_2)}{V_m} = \frac{11,2 \text{ дм³}}{22,4 \text{ дм³/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, количества вещества металла и фтора, которые полностью прореагировали, соотносятся как 1:1.

$\frac{n(\text{Ме})}{1} = \frac{n(\text{F}_2)}{1}$

Следовательно, количество вещества металла также равно 0,5 моль.

$n(\text{Ме}) = n(\text{F}_2) = 0,5 \text{ моль}$

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

$M(\text{Ме}) = \frac{m(\text{Ме})}{n(\text{Ме})} = \frac{20,0 \text{ г}}{0,5 \text{ моль}} = 40,0 \text{ г/моль}$

5. Теперь определим металл по его молярной массе. В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находим элемент с относительной атомной массой, близкой к 40. Это кальций (Ca), его относительная атомная масса равна 40,078. Кальций является металлом IIA группы и проявляет постоянную валентность, равную II.

Ответ: Неизвестный металл - кальций (Ca).