Какова эквивалентная масса металла, его валентность и точная атомная масса, если при реакции металла массой 0,145

Osen

68

Перед решением задачи необходимо определить химическую реакцию между металлом и кислотой, чтобы узнать стехиометрические коэффициенты и молярные массы всех веществ, участвующих в реакции.

Так как задача не указывает химическую реакцию, предположим, что металл реагирует с кислотой следующим образом:

\[M + 2HCl \longrightarrow MCl_2 + H_2\]

где M обозначает металл, HCl - соляную кислоту, MCl2 - соответствующую соль металла, а H2 - образовавшийся в результате реакции водород.

Используя данную реакцию, рассчитаем количество веществ, участвующих в реакции:

Масса водорода:

\[m(H_2) = V(H_2) \times \rho(H_2) = 221.2\text{ мл} \times 0.0893\text{ г/мл} = 19.76\text{ г}\]

Учитывая, что коэффициент пропорциональности между H2 и металлом равен 2, получаем:

\[m(M) = \frac{m(H_2)}{2} = \frac{19.76\text{ г}}{2} = 9.88\text{ г}\]

Теперь рассчитаем количество веществ в газообразной фазе по уравнению состояния идеального газа:

\[pV = nRT\]

где p - давление в паскалях, V - объем в м^3, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), T - температура в кельвинах.

Переведем данные задачи в соответствующие единицы и рассчитаем количество молей водорода:

\[p(H_2) = (820 - 300)\text{ мм рт. ст.} = 520\text{ мм рт. ст.} = 69.33\text{ кПа}\]

\[T = 29 + 273 = 302\text{ К}\]

\[V(H_2) = 221.2\text{ мл} = 0.2212\text{ л} = 0.2212\text{ дм}^3\]

\[n(H_2) = \frac{p(H_2) \times V(H_2)}{RT} = \frac{69.33\text{ кПа} \times 0.2212\text{ дм}^3}{8.31\text{ Дж/(моль·К)} \times 302\text{ К}} = 0.00684\text{ моль}\]

Учитывая, что соотношение между количеством вещества металла и водорода равно 1 к 2, получаем:

\[n(M) = 0.00684\text{ моль} \times 0.5 = 0.00342\text{ моль}\]

Далее, используя массу металла и количество вещества, рассчитаем эквивалентную массу:

\[E = \frac{m(M)}{n(M)} = \frac{9.88\text{ г}}{0.00342\text{ моль}} = 2891\text{ г/моль}\]

Теперь определим валентность металла. Из уравнения реакции видно, что металл M образует соединение MCl2. Значит, его валентность равна 2.

И, наконец, для расчета точной атомной массы металла, используем формулу:

\[A = \frac{m(M)}{n(M)} = \frac{9.88\text{ г}}{0.00342\text{ моль}} = 2891\text{ г/моль}\]

Таким образом, эквивалентная масса металла составляет 2891 г/моль, его валентность равна 2, а точная атомная масса равна 2891 г/моль.