Номер 838, страница 146 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

838. Нитрат одновалентного металла при нагревании разлагается согласно уравнению: $2\text{MeNO}_3 = 2\text{Me} + 2\text{NO}_2\uparrow + \text{O}_2\uparrow$. Установите металл, если известно, что при разложении нитрата металла массой 68,0 г выделился газ химическим количеством 0,60 моль.

Дано:

$m(\text{MeNO}_3) = 68,0$ г

$n(\text{газов}) = 0,60$ моль

Уравнение реакции: $2\text{MeNO}_3 = 2\text{Me} + 2\text{NO}_2 \uparrow + \text{O}_2 \uparrow$

Найти:

Me – ?

Решение:

1. В результате реакции разложения нитрата одновалентного металла выделяются два газа: диоксид азота ($\text{NO}_2$) и кислород ($\text{O}_2$). Общее химическое количество выделившихся газов является суммой их количеств:

$n(\text{газов}) = n(\text{NO}_2) + n(\text{O}_2) = 0,60$ моль

2. Согласно уравнению реакции $2\text{MeNO}_3 = 2\text{Me} + 2\text{NO}_2 \uparrow + \text{O}_2 \uparrow$, соотношение химических количеств реагентов и продуктов следующее:

$n(\text{MeNO}_3) : n(\text{NO}_2) : n(\text{O}_2) = 2 : 2 : 1$

3. Обозначим химическое количество кислорода ($n(\text{O}_2)$) как $x$ моль. Тогда, исходя из стехиометрических коэффициентов, химическое количество диоксида азота ($n(\text{NO}_2)$) будет равно $2x$ моль.

4. Составим и решим уравнение для общего количества газов:

$n(\text{NO}_2) + n(\text{O}_2) = 2x + x = 3x$

$3x = 0,60$ моль

$x = \frac{0,60}{3} = 0,20$ моль

Таким образом, в реакции выделилось:

$n(\text{O}_2) = x = 0,20$ моль

$n(\text{NO}_2) = 2x = 2 \cdot 0,20 = 0,40$ моль

5. Теперь найдем химическое количество разложившегося нитрата металла ($\text{MeNO}_3$). Используем соотношение из уравнения реакции:

$\frac{n(\text{MeNO}_3)}{n(\text{O}_2)} = \frac{2}{1}$

$n(\text{MeNO}_3) = 2 \cdot n(\text{O}_2) = 2 \cdot 0,20 = 0,40$ моль

6. Зная массу и химическое количество нитрата металла, вычислим его молярную массу ($M$):

$M(\text{MeNO}_3) = \frac{m(\text{MeNO}_3)}{n(\text{MeNO}_3)} = \frac{68,0 \text{ г}}{0,40 \text{ моль}} = 170$ г/моль

7. Молярная масса соединения $\text{MeNO}_3$ складывается из атомной массы металла $\text{Ar(Me)}$ и молярной массы нитрат-иона $\text{NO}_3^-$.

$M(\text{NO}_3) = \text{Ar(N)} + 3 \cdot \text{Ar(O)} = 14 + 3 \cdot 16 = 14 + 48 = 62$ г/моль

$M(\text{MeNO}_3) = \text{Ar(Me)} + M(\text{NO}_3)$

$170 \text{ г/моль} = \text{Ar(Me)} + 62 \text{ г/моль}$

8. Найдем относительную атомную массу неизвестного металла:

$\text{Ar(Me)} = 170 - 62 = 108$ г/моль

9. По периодической системе химических элементов находим металл с относительной атомной массой, близкой к 108, который проявляет валентность I. Этот металл – серебро (Ag), его относительная атомная масса равна 107,87 ≈ 108.

Ответ: искомый металл – серебро (Ag).