Номер 10, страница 51 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

10. Порция нитрата двухвалентного металла количеством 0,2 моль содержит 16,4 моль электронов. Определите элемент.

Дано:

$n(\text{Me(NO}_3)_2) = 0,2 \text{ моль}$

$n(e^-) = 16,4 \text{ моль}$

Валентность металла Me = II

Найти:

Элемент (Me) - ?

Решение:

1. Так как металл двухвалентен, а кислотный остаток азотной кислоты (нитрат-ион $ \text{NO}_3^- $) одновалентен, формула его нитрата будет $ \text{Me(NO}_3)_2 $.

2. Найдем, какое количество моль электронов содержится в 1 моль нитрата металла. Для этого разделим общее количество моль электронов на количество моль вещества:

$N_e(\text{в 1 моль вещества}) = \frac{n(e^-)}{n(\text{Me(NO}_3)_2)} = \frac{16,4 \text{ моль}}{0,2 \text{ моль}} = 82 \text{ моль}$

Это означает, что в одной формульной единице $ \text{Me(NO}_3)_2 $ содержится 82 электрона.

3. Количество электронов в нейтральном атоме элемента численно равно его порядковому номеру (Z) в Периодической системе химических элементов. Обозначим порядковый номер неизвестного металла как $ Z_{\text{Me}} $.

4. Рассчитаем количество электронов в нитратной группе ($ \text{NO}_3 $). Порядковый номер азота (N) равен 7, а кислорода (O) — 8.

Количество электронов в одной группе $ \text{NO}_3 $:

$N_e(\text{NO}_3) = N_e(\text{N}) + 3 \cdot N_e(\text{O}) = 7 + 3 \cdot 8 = 7 + 24 = 31 \text{ электрон}$

5. Общее число электронов в одной формульной единице $ \text{Me(NO}_3)_2 $ равно сумме электронов атома металла и двух нитратных групп:

$N_e(\text{Me(NO}_3)_2) = N_e(\text{Me}) + 2 \cdot N_e(\text{NO}_3)$

Подставим известные значения в уравнение:

$82 = Z_{\text{Me}} + 2 \cdot 31$

$82 = Z_{\text{Me}} + 62$

6. Из уравнения находим порядковый номер металла:

$Z_{\text{Me}} = 82 - 62 = 20$

7. Элемент с порядковым номером 20 — это Кальций (Ca). Кальций является щелочноземельным металлом и проявляет валентность II.

Ответ: Искомый элемент — Кальций (Ca).