Номер 9, страница 57 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

9. Определите массу соли, полученной при растворении в кислоте состава НЭ металла Ме массой 5 г. При этом известно, что элемент, входящий в состав кислоты имеет электронную конфигурацию $[Ne]3s^23p^5$, а электронная схема металла $2e^{-}, 8e^{-}, 2e^{-}$.

Дано:

m(Ме) = 5 г

Электронная конфигурация элемента Э: [Ne]3s²3p⁵

Электронная схема металла Ме: 2e⁻, 8e⁻, 2e⁻

Формула кислоты: НЭ

Найти:

m(соли) - ?

Решение:

1. Сначала определим неизвестные элементы по их электронному строению.

Элемент Э имеет электронную конфигурацию [Ne]3s²3p⁵. Атом неона (Ne) имеет 10 электронов. Полное число электронов у элемента Э равно сумме электронов неона и электронов на третьем энергетическом уровне: $10 + 2 + 5 = 17$. Элемент с порядковым номером 17 в Периодической системе Д.И. Менделеева — это хлор (Cl). Следовательно, кислота имеет формулу HCl (соляная или хлороводородная кислота).

Металл Ме имеет электронную схему 2e⁻, 8e⁻, 2e⁻, что соответствует распределению электронов по энергетическим уровням. Общее число электронов равно $2 + 8 + 2 = 12$. Элемент с порядковым номером 12 — это магний (Mg). Магний — металл второй группы, на внешнем уровне у него 2 электрона, поэтому в реакциях он проявляет валентность II (степень окисления +2).

2. Составим уравнение химической реакции между магнием (Mg) и соляной кислотой (HCl). При взаимодействии металла, стоящего в ряду активности до водорода, с кислотой образуется соль и выделяется водород:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

Образовавшаяся соль — хлорид магния (MgCl₂).

3. Выполним стехиометрические расчеты для нахождения массы соли.

а) Вычислим молярные массы участников реакции, которые нам понадобятся. Используем округленные значения атомных масс: $Ar(Mg) = 24$, $Ar(Cl) = 35.5$.

Молярная масса магния: $M(Mg) = 24$ г/моль.

Молярная масса хлорида магния: $M(MgCl_2) = M(Mg) + 2 \cdot M(Cl) = 24 + 2 \cdot 35.5 = 24 + 71 = 95$ г/моль.

б) Найдем количество вещества (в молях) магния, вступившего в реакцию:

$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{5 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} \approx 0.2083$ моль.

в) Согласно уравнению реакции, из 1 моль магния образуется 1 моль хлорида магния. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(MgCl_2) = n(Mg) \approx 0.2083$ моль.

г) Рассчитаем массу полученной соли (хлорида магния):

$m(MgCl_2) = n(MgCl_2) \cdot M(MgCl_2) \approx 0.2083 \text{ моль} \cdot 95 \text{ г/моль} \approx 19.79$ г.

Округлим полученное значение до одного знака после запятой.

Ответ: масса полученной соли равна 19.8 г.