Номер 10, страница 61 - гдз по химии 8 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Власовец

Дано

Масса щелочного металла: $m_M = 1.7 \text{ г}$

Объем выделившегося водорода (н. у.): $V_{H_2} = 0.224 \text{ дм}^3$

Перевод данных в систему СИ

$m_M = 1.7 \text{ г} = 0.0017 \text{ кг}$

$V_{H_2} = 0.224 \text{ дм}^3 = 0.224 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Молярный объем газа при н. у.: $V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 22.4 \times 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}$

Найти:

Название металла $M$

Решение

Запишем уравнение реакции взаимодействия щелочного металла $M$ с водой:

$2M + 2H_2O \rightarrow 2MOH + H_2 \uparrow$

Сначала найдем количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции. Используем формулу для количества вещества газа при нормальных условиях:

$n_{H_2} = \frac{V_{H_2}}{V_m}$

Где $V_m$ - молярный объем газа при нормальных условиях, равный $22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$n_{H_2} = \frac{0.224 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0.01 \text{ моль}$

Согласно стехиометрии реакции $2M + 2H_2O \rightarrow 2MOH + H_2 \uparrow$, соотношение количества вещества металла к количеству вещества водорода составляет $2:1$. Это означает, что количество вещества металла в два раза больше количества вещества водорода:

$n_M = 2 \times n_{H_2}$

$n_M = 2 \times 0.01 \text{ моль} = 0.02 \text{ моль}$

Теперь найдем молярную массу металла $M_M$, используя его массу и вычисленное количество вещества:

$M_M = \frac{m_M}{n_M}$

$M_M = \frac{1.7 \text{ г}}{0.02 \text{ моль}} = 85 \text{ г}/\text{моль}$

Сравним полученное значение молярной массы с приблизительными молярными массами щелочных металлов, представленных в вариантах ответа:

• Li (Литий): $M_{Li} \approx 6.94 \text{ г}/\text{моль}$

• Na (Натрий): $M_{Na} \approx 22.99 \text{ г}/\text{моль}$

• K (Калий): $M_K \approx 39.10 \text{ г}/\text{моль}$

• Rb (Рубидий): $M_{Rb} \approx 85.47 \text{ г}/\text{моль}$

Наиболее близким значением к вычисленной молярной массе $85 \text{ г}/\text{моль}$ является молярная масса рубидия ($Rb$).

Ответ:

Металл, взятый для реакции, - Рубидий (Rb).