Якщо при розчиненні в сульфатній кислоті двовалентного металу масою 1,6 г виділився водень об ємом 0,896 л (н.у
Якщо при розчиненні в сульфатній кислоті двовалентного металу масою 1,6 г виділився водень об"ємом 0,896 л (н.у.), то який є молярна маса цього металу?
Skvoz_Holmy 43
Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые законы химии и базовые формулы.Нам дано, что при реакции между сульфатной кислотой и двовалентным металлом выделился водородный газ объемом 0,896 л (нормальные условия), а масса металла составляет 1,6 г.
Мы хотим найти молярную массу этого металла.
Первым шагом мы можем использовать закон пропорций, который гласит, что мольные соотношения в реакции соответствуют стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. В данном случае у нас нет уравнения реакции, но поскольку металл двовалентный, можно предположить, что реакция протекает по следующему уравнению:
\(M + H_2SO_4 → MSO_4 + H_2\)
где M обозначает двовалентный металл, а MSO4 - соответствующий сульфат металла.
Исходя из стехиометрии данной реакции, мы видим, что на 1 моль металла M требуется 1 моль сульфатной кислоты H2SO4. Также на 1 моль металла М образуется 1 моль водорода \(H_2\).
Теперь давайте рассчитаем количество вещества (в молях) водорода (\(n_{H_2}\)), выделившегося при реакции. Мы можем использовать уравнение идеального газа:
\(PV = nRT\)
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа (в абсолютных единицах).
Подставим известные нам значения: давление равно атмосферному давлению при нормальных условиях (1 атм), объем равен 0,896 л, температура - 273 К, а R равно 0,0821 л·атм/(моль·К).
\(1 \cdot 0,896 = n_{H_2} \cdot 0,0821 \cdot 273\)
Решая уравнение, найдем количество вещества водорода nH2:
\(n_{H_2} = \frac{{0,896}}{{0,0821 \cdot 273}}\)
\(n_{H_2} \approx 0,033 \, \text{мол}\)
Так как мы знаем, что на один моль металла М требуется 1 моль водорода, можем сделать вывод, что количество вещества металла М также составляет 0,033 моль.
Исходя из полученного количества вещества и массы металла, мы можем найти его молярную массу. Общая формула для расчета молярной массы:
\(M_{\text{металла}} = \frac{{m_{\text{металла}}}}{{n_{\text{металла}}}}\)
где \(m_{\text{металла}}\) - масса металла, \(n_{\text{металла}}\) - количество вещества металла.
Вычислим молярную массу металла М:
\(M_{\text{металла}} = \frac{{1,6}}{{0,033}}\)
\(M_{\text{металла}} \approx 48,48 \, \text{г/моль}\)
Таким образом, молярная масса данного двовалентного металла составляет примерно 48,48 г/моль.