Готовимся к олимпиадам, страница 171 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

Готовимся к олимпиадам

1. В результате взаимодействия щелочного металла массой 5,6 г с водой выделился газ массой 0,8 г. Определите этот металл.

1.

Дано:
Масса щелочного металла: $m(Me) = 5,6 \text{ г}$
Масса выделившегося газа: $m(газа) = 0,8 \text{ г}$

Найти:
Определить щелочной металл (Me).

Решение:
Щелочные металлы — это элементы I группы главной подгруппы периодической системы, они имеют валентность I. При их взаимодействии с водой образуется гидроксид металла и выделяется водород. Обозначим неизвестный щелочной металл как $Me$.

Запишем уравнение реакции в общем виде:
$2Me + 2H_2O \rightarrow 2MeOH + H_2 \uparrow$

Из уравнения видно, что выделившийся газ — это водород ($H_2$).
Найдем количество вещества (моль) выделившегося водорода. Молярная масса водорода $M(H_2)$ составляет: $M(H_2) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 2 \text{ г/моль}$

Количество вещества водорода $n(H_2)$ равно: $n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{0,8 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль металла образуется 1 моль водорода. Следовательно, количество вещества металла в 2 раза больше количества вещества водорода: $\frac{n(Me)}{2} = \frac{n(H_2)}{1} \Rightarrow n(Me) = 2 \cdot n(H_2)$
$n(Me) = 2 \cdot 0,4 \text{ моль} = 0,8 \text{ моль}$

Теперь, зная массу и количество вещества неизвестного металла, можем рассчитать его молярную массу $M(Me)$: $M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{5,6 \text{ г}}{0,8 \text{ моль}} = 7 \text{ г/моль}$

Сравним полученную молярную массу с молярными массами щелочных металлов:

• Литий (Li) – 7 г/моль
• Натрий (Na) – 23 г/моль
• Калий (K) – 39 г/моль
• Рубидий (Rb) – 85,5 г/моль
• Цезий (Cs) – 133 г/моль

Рассчитанная молярная масса (7 г/моль) соответствует молярной массе лития.

Ответ: Неизвестный щелочной металл – литий (Li).