Номер 2, страница 35, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Оксид трехвалентного металла массой 7,6 г восстановлен магнием. В результате реакции образовалось 2 г оксида магния. Определите, какой это металл.

Ответ: талий.

2. Дано:

Масса оксида трехвалентного металла $m(\text{Me}_2\text{O}_3) = 7,6 \text{ г}$

Масса оксида магния $m(\text{MgO}) = 2 \text{ г}$

Валентность металла Me = III

Данные представлены в единицах, удобных для химических расчетов (граммы). Перевод в основные единицы СИ (килограммы) не требуется.

Найти:

Неизвестный металл Me - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции. Оксид трехвалентного металла (обозначим металл как Me, его формула оксида будет $\text{Me}_2\text{O}_3$) восстанавливается магнием. Магний, как более активный металл, вытесняет Me из его оксида, образуя оксид магния ($\text{MgO}$) и свободный металл Me.

Сбалансированное уравнение реакции:

$\text{Me}_2\text{O}_3 + 3\text{Mg} \rightarrow 3\text{MgO} + 2\text{Me}$

2. Вычислим количество вещества (в молях) образовавшегося оксида магния. Для этого нам понадобится его молярная масса.

Молярная масса оксида магния $M(\text{MgO})$ рассчитывается как сумма атомных масс магния ($M(\text{Mg}) \approx 24 \text{ г/моль}$) и кислорода ($M(\text{O}) \approx 16 \text{ г/моль}$).

$M(\text{MgO}) = 24 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 40 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества $\text{MgO}$:

$n(\text{MgO}) = \frac{m(\text{MgO})}{M(\text{MgO})} = \frac{2 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,05 \text{ моль}$

3. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества оксида $\text{Me}_2\text{O}_3$, которое вступило в реакцию.

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, на 1 моль $\text{Me}_2\text{O}_3$ образуется 3 моль $\text{MgO}$. Их соотношение равно $1:3$.

$\frac{n(\text{Me}_2\text{O}_3)}{1} = \frac{n(\text{MgO})}{3}$

$n(\text{Me}_2\text{O}_3) = \frac{n(\text{MgO})}{3} = \frac{0,05 \text{ моль}}{3}$

4. Зная массу и количество вещества оксида $\text{Me}_2\text{O}_3$, рассчитаем его молярную массу.

$M(\text{Me}_2\text{O}_3) = \frac{m(\text{Me}_2\text{O}_3)}{n(\text{Me}_2\text{O}_3)} = \frac{7,6 \text{ г}}{0,05/3 \text{ моль}} = \frac{7,6 \times 3}{0,05} \text{ г/моль} = \frac{22,8}{0,05} \text{ г/моль} = 456 \text{ г/моль}$

5. Теперь мы можем определить молярную массу неизвестного металла Me. Молярная масса оксида $\text{Me}_2\text{O}_3$ равна сумме молярных масс двух атомов металла и трех атомов кислорода.

$M(\text{Me}_2\text{O}_3) = 2 \cdot M(\text{Me}) + 3 \cdot M(\text{O})$

Подставим известные значения:

$456 \text{ г/моль} = 2 \cdot M(\text{Me}) + 3 \cdot 16 \text{ г/моль}$

$456 = 2 \cdot M(\text{Me}) + 48$

$2 \cdot M(\text{Me}) = 456 - 48$

$2 \cdot M(\text{Me}) = 408$

$M(\text{Me}) = \frac{408}{2} = 204 \text{ г/моль}$

6. Для определения металла найдем в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева элемент с относительной атомной массой, близкой к 204, который может проявлять валентность III.

Этим элементом является таллий (Tl). Его относительная атомная масса составляет 204,38, что очень близко к нашему результату. Таллий находится в 13-й группе и может иметь степень окисления +3.

Ответ: таллий (Tl).