Номер 10, страница 9 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 1. Классификация простых веществ. Водород. Глава 1. Неметаллы - номер 10, страница 9.

Условие.

10. При восстановлении водородом 4,975 г оксида металла(II) было получено 3,91 г металла. Какой оксид участвовал в реакции? Какой объём водорода (н. у.) был израсходован?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{MeO}) = 4,975 \text{ г}$
$m(\text{Me}) = 3,91 \text{ г}$

Найти:

Формула оксида - ?
$V(\text{H}_2)$ (н.у.) - ?

Решение:

Какой оксид участвовал в реакции?

Запишем уравнение реакции в общем виде. Поскольку металл двухвалентен (II), формула его оксида — MeO.

$\text{MeO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Me} + \text{H}_2\text{O}$

Из уравнения реакции видно, что весь кислород из оксида переходит в воду. По закону сохранения массы, массу кислорода в оксиде можно найти как разность масс оксида металла и чистого металла:

$m(\text{O}) = m(\text{MeO}) - m(\text{Me}) = 4,975 \text{ г} - 3,91 \text{ г} = 1,065 \text{ г}$

Найдем количество вещества (моль) атомов кислорода. Молярная масса кислорода $M(\text{O}) \approx 16 \text{ г/моль}$.

$n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{1,065 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0,0665625 \text{ моль}$

В оксиде с формулой MeO на один атом металла приходится один атом кислорода, следовательно, их количества вещества равны:

$n(\text{Me}) = n(\text{O}) = 0,0665625 \text{ моль}$

Теперь можно вычислить молярную массу неизвестного металла:

$M(\text{Me}) = \frac{m(\text{Me})}{n(\text{Me})} = \frac{3,91 \text{ г}}{0,0665625 \text{ моль}} \approx 58,74 \text{ г/моль}$

Согласно периодической таблице, металл с наиболее близкой молярной массой — это никель (Ni), $M(\text{Ni}) = 58,69 \text{ г/моль}$. Таким образом, в реакции участвовал оксид никеля(II).

Ответ: В реакции участвовал оксид никеля(II), формула NiO.

Какой объём водорода (н. у.) был израсходован?

Запишем уравнение реакции с найденным веществом:

$\text{NiO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Ni} + \text{H}_2\text{O}$

По уравнению реакции, количество вещества израсходованного водорода равно количеству вещества образовавшегося никеля:

$n(\text{H}_2) = n(\text{Ni})$

Рассчитаем количество вещества никеля, используя его точную молярную массу:

$n(\text{Ni}) = \frac{m(\text{Ni})}{M(\text{Ni})} = \frac{3,91 \text{ г}}{58,69 \text{ г/моль}} \approx 0,0666 \text{ моль}$

Следовательно, $n(\text{H}_2) \approx 0,0666 \text{ моль}$.

Объём водорода при нормальных условиях (н. у.) вычисляется через молярный объём газов, который равен $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$:

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m = 0,0666 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 1,49 \text{ л}$

Ответ: Объём израсходованного водорода составляет 1,49 л.