Номер 8, страница 14 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. Относительная формульная масса соли состава $Э_2(SO_4)_3$ равна 392. Определите химический элемент, укажите, какое из четырёх значений температуры плавления соответствует его простому веществу: -259 °C, -85,6 °C, 0 °C, 1890 °C. Объясните ваш выбор.

Дано:

Относительная формульная масса соли Э₂(SO₄)₃: $M_r(\text{Э}_2(\text{SO}_4)_3) = 392$.

Варианты температуры плавления простого вещества: -259 °C, -85,6 °C, 0 °C, 1890 °C.

Найти:

1. Химический элемент Э.

2. Температуру плавления простого вещества, образованного элементом Э, и объяснение выбора.

Решение:

1. Определим неизвестный химический элемент Э, вычислив его относительную атомную массу $A_r(\text{Э})$.

Относительная формульная масса соединения $M_r(\text{Э}_2(\text{SO}_4)_3)$ складывается из суммы относительных атомных масс всех атомов, входящих в его состав, с учётом их количества:

$M_r(\text{Э}_2(\text{SO}_4)_3) = 2 \cdot A_r(\text{Э}) + 3 \cdot M_r(\text{SO}_4)$

Сначала вычислим относительную молекулярную массу сульфат-иона (SO₄), используя относительные атомные массы серы ($A_r(\text{S}) \approx 32$) и кислорода ($A_r(\text{O}) \approx 16$):

$M_r(\text{SO}_4) = A_r(\text{S}) + 4 \cdot A_r(\text{O}) = 32 + 4 \cdot 16 = 32 + 64 = 96$

Теперь подставим известные значения в исходное уравнение и решим его относительно $A_r(\text{Э})$:

$392 = 2 \cdot A_r(\text{Э}) + 3 \cdot 96$

$392 = 2 \cdot A_r(\text{Э}) + 288$

$2 \cdot A_r(\text{Э}) = 392 - 288$

$2 \cdot A_r(\text{Э}) = 104$

$A_r(\text{Э}) = \frac{104}{2} = 52$

Находим в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева элемент с относительной атомной массой, равной 52. Этот элемент — Хром (Cr).

Таким образом, химический элемент Э — это Хром.

2. Выберем температуру плавления для простого вещества хрома и объясним выбор.

Хром (Cr) — это переходный металл. Металлы в твёрдом состоянии имеют металлическую кристаллическую решётку, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны (электронный газ). Связь между ионами и электронами очень прочная (металлическая связь). Чтобы разрушить эту связь и перевести вещество из твёрдого состояния в жидкое (расплавить), требуется большое количество энергии, что соответствует высоким температурам плавления.

Рассмотрим предложенные значения температур плавления:

-259 °C: Очень низкая температура, характерная для лёгких газов (например, водорода).

-85,6 °C: Низкая температура, характерная для некоторых неметаллов, которые при обычных условиях являются газами (например, хлор, радон).

0 °C: Температура плавления воды (льда).

1890 °C: Высокая температура, характерная для тугоплавких металлов.

Из всех вариантов только 1890 °C является подходящей температурой плавления для металла, каким является хром. (Справочное значение температуры плавления хрома составляет 1907 °C, что очень близко к предложенному значению).

Ответ: Неизвестный химический элемент Э — это Хром (Cr). Соответствующая его простому веществу температура плавления из предложенных — 1890 °C. Выбор объясняется тем, что хром является металлом, а металлы обладают прочной металлической кристаллической решёткой, что обуславливает их высокие температуры плавления. Остальные значения температур слишком низкие и не характерны для металлов.