Номер 2, страница 70, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Азот прореагировал с 6 г металла, который проявляет в соединениях степень окисления +2. При этом образовался нитрид массой 7,4 г. Определите молярную массу металла, который был взят для реакции, и назовите этот металл.

Ответ: кальций.

Дано:

$m(Me) = 6$ г

$m(\text{нитрида}) = 7,4$ г

Степень окисления металла (Me) = +2

Найти:

$M(Me)$ - ?

Название металла - ?

Решение:

1. Обозначим неизвестный металл как Me. Согласно условию, металл в соединениях проявляет степень окисления +2. Азот в нитридах имеет постоянную степень окисления -3. Для составления формулы нитрида металла используем правило наименьшего общего кратного для зарядов ионов $Me^{2+}$ и $N^{3-}$. Наименьшее общее кратное для 2 и 3 равно 6. Следовательно, нам нужно 3 иона металла ($3 \times (+2) = +6$) и 2 иона азота ($2 \times (-3) = -6$). Формула образовавшегося нитрида будет $Me_3N_2$.

2. Запишем уравнение реакции взаимодействия металла с азотом:

$3Me + N_2 \rightarrow Me_3N_2$

3. На основании закона сохранения массы веществ, масса прореагировавшего азота равна разности масс образовавшегося нитрида и исходного металла:

$m(N_2) = m(Me_3N_2) - m(Me)$

$m(N_2) = 7,4 \text{ г} - 6 \text{ г} = 1,4 \text{ г}$

4. Найдем количество вещества (моль) прореагировавшего азота. Молярная масса молекулярного азота $N_2$ составляет:

$M(N_2) = 2 \times M(N) = 2 \times 14,007 \approx 28 \text{ г/моль}$

Количество вещества азота равно:

$n(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{1,4 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 0,05 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции, на 1 моль азота $N_2$ приходится 3 моль металла Me. Определим количество вещества прореагировавшего металла:

$n(Me) = 3 \times n(N_2)$

$n(Me) = 3 \times 0,05 \text{ моль} = 0,15 \text{ моль}$

6. Теперь, зная массу металла и его количество вещества, мы можем рассчитать его молярную массу:

$M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{6 \text{ г}}{0,15 \text{ моль}} = 40 \text{ г/моль}$

7. Обратимся к Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Элемент с молярной массой около 40 г/моль и проявляющий в соединениях степень окисления +2 — это кальций (Ca), его атомная масса 40,078.

Ответ: Молярная масса металла составляет 40 г/моль. Этот металл – кальций (Ca).