Номер 10, страница 64 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

Масса двухвалентного металла: $m_M = 26 \text{ г}$

Объем выделившегося газа ($H_2$) при н. у.: $V_{H_2} = 8.96 \text{ дм}^3$

Перевод в СИ:

Масса двухвалентного металла: $m_M = 0.026 \text{ кг}$

Объем выделившегося газа: $V_{H_2} = 0.00896 \text{ м}^3$

Молярный объем газов при нормальных условиях: $V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 0.0224 \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

Химический символ металла

Решение:

1. Запишем уравнение реакции двухвалентного металла (M) с соляной кислотой. Так как металл двухвалентный, он образует хлорид состава $MCl_2$. При реакции металла с кислотой выделяется водород ($H_2$):

$M + 2HCl \rightarrow MCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества водорода, выделившегося при реакции. Так как объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газов при н. у. ($V_m = 22.4$ л/моль):

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

$n_{H_2} = \frac{8.96 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.4 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, 1 моль металла (M) реагирует с образованием 1 моля водорода ($H_2$). Следовательно, количество вещества металла равно количеству вещества водорода:

$n_M = n_{H_2} = 0.4 \text{ моль}$

4. Теперь вычислим молярную массу металла (M), используя его массу и найденное количество вещества:

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

$M_M = \frac{26 \text{ г}}{0.4 \text{ моль}} = 65 \text{ г/моль}$

5. Сравним полученную молярную массу с молярными массами металлов, представленных в вариантах ответа, учитывая, что металл является двухвалентным:

а) Алюминий (Al) имеет молярную массу $\approx 26.98 \text{ г/моль}$. Однако алюминий является трехвалентным металлом, что противоречит условию задачи.

б) Цинк (Zn) имеет молярную массу $\approx 65.38 \text{ г/моль}$. Цинк является двухвалентным металлом, и его молярная масса очень близка к вычисленной молярной массе $65 \text{ г/моль}$.

в) Магний (Mg) имеет молярную массу $\approx 24.31 \text{ г/моль}$. Магний является двухвалентным металлом, но его молярная масса значительно отличается от вычисленной.

г) Железо (Fe) имеет молярную массу $\approx 55.845 \text{ г/моль}$. Железо может быть двухвалентным ($Fe^{2+}$), но его молярная масса также значительно отличается от вычисленной.

Наиболее подходящим металлом по молярной массе и валентности является Цинк (Zn).

Ответ:

б) Zn