Номер 1, страница 16, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. При сгорании трехвалентного металла массой 3 г образуется его оксид массой 5,67 г. Что это за металл? Напишите электронную конфигурацию его атома.

1. Дано:

Масса металла, $m(Me) = 3$ г

Масса оксида металла, $m(Me_2O_3) = 5,67$ г

Металл трехвалентен.

Перевод в систему СИ:

$m(Me) = 0,003$ кг

$m(Me_2O_3) = 0,00567$ кг

Найти:

Неизвестный металл (Me) - ?

Электронную конфигурацию его атома - ?

Решение:

Поскольку металл является трехвалентным, его оксид будет иметь формулу $Me_2O_3$, где Me - неизвестный металл. Реакция горения (окисления) металла в кислороде описывается следующим уравнением:

$4Me + 3O_2 \rightarrow 2Me_2O_3$

Согласно закону сохранения массы, масса кислорода, вступившего в реакцию, равна разности между массой образовавшегося оксида и массой исходного металла:

$m(O) = m(Me_2O_3) - m(Me) = 5,67 \text{ г} - 3 \text{ г} = 2,67 \text{ г}$

Теперь можно найти молярную массу неизвестного металла, используя соотношение масс элементов в оксиде. Обозначим молярную массу металла как $M(Me)$. Молярная масса атомарного кислорода $M(O)$ составляет приблизительно 16 г/моль.

В оксиде $Me_2O_3$ на 2 атома металла приходится 3 атома кислорода. Следовательно, соотношение масс можно записать в виде пропорции:

$\frac{\text{масса металла}}{\text{масса кислорода}} = \frac{2 \cdot \text{молярная масса металла}}{3 \cdot \text{молярная масса кислорода}}$

$\frac{m(Me)}{m(O)} = \frac{2 \cdot M(Me)}{3 \cdot M(O)}$

Подставим известные значения в формулу:

$\frac{3 \text{ г}}{2,67 \text{ г}} = \frac{2 \cdot M(Me)}{3 \cdot 16 \text{ г/моль}}$

Из этого уравнения выразим молярную массу металла $M(Me)$:

$M(Me) = \frac{3 \text{ г} \cdot 3 \cdot 16 \text{ г/моль}}{2,67 \text{ г} \cdot 2} = \frac{144}{5,34} \text{ г/моль} \approx 26,97 \text{ г/моль}$

Полученное значение молярной массы ($26,97$ г/моль) очень близко к молярной массе алюминия (Al), которая равна $26,98$ г/моль. Следовательно, искомый металл — это алюминий.

Теперь напишем электронную конфигурацию атома алюминия. Алюминий (Al) имеет порядковый номер 13 в периодической системе, что означает, что его атом содержит 13 протонов и, в нейтральном состоянии, 13 электронов. Распределение электронов по орбиталям (электронная конфигурация) выглядит следующим образом:

$1s^22s^22p^63s^23p^1$

Ответ:

Неизвестный металл — это алюминий (Al).

Электронная конфигурация его атома: $1s^22s^22p^63s^23p^1$.