Номер 1, страница 121, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. На нейтрализацию раствора, содержащего 10,5 г азотной кислоты, израсходовано 6,17 г гидроксида некоторого металла. Степень окисления атомов металла +2. Определите формулу гидроксида.

Ответ: $Ca(OH)_2$.

1. Дано:

$m(HNO_3) = 10,5 \text{ г}$

$m(\text{гидроксида металла}) = 6,17 \text{ г}$

Степень окисления металла (Me) = +2

Найти:

Формулу гидроксида – ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации. Поскольку степень окисления неизвестного металла (обозначим его Me) равна +2, формула его гидроксида будет $Me(OH)_2$. Азотная кислота имеет формулу $HNO_3$. Реакция нейтрализации кислоты и основания — это реакция обмена, в результате которой образуются соль и вода.

$2HNO_3 + Me(OH)_2 \rightarrow Me(NO_3)_2 + 2H_2O$

2. Рассчитаем молярную массу азотной кислоты ($HNO_3$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: $A_r(H) = 1$, $A_r(N) = 14$, $A_r(O) = 16$.

$M(HNO_3) = 1 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(N) + 3 \cdot A_r(O) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) азотной кислоты, которая была нейтрализована.

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{10,5 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = \frac{1}{6} \text{ моль}$

4. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества гидроксида металла. Согласно стехиометрическим коэффициентам, количества веществ кислоты и гидроксида соотносятся как 2:1.

$\frac{n(HNO_3)}{n(Me(OH)_2)} = \frac{2}{1}$

Отсюда количество вещества гидроксида металла равно:

$n(Me(OH)_2) = \frac{1}{2} \cdot n(HNO_3) = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{6} \text{ моль} = \frac{1}{12} \text{ моль}$

5. Зная массу и количество вещества гидроксида металла, мы можем рассчитать его молярную массу.

$M(Me(OH)_2) = \frac{m(Me(OH)_2)}{n(Me(OH)_2)} = \frac{6,17 \text{ г}}{1/12 \text{ моль}} = 6,17 \cdot 12 \text{ г/моль} = 74,04 \text{ г/моль}$

6. Молярная масса гидроксида $Me(OH)_2$ складывается из молярной массы металла и молярных масс двух гидроксильных групп (-OH). Найдем молярную массу неизвестного металла (Me).

$M(Me(OH)_2) = M(Me) + 2 \cdot M(OH)$

Молярная масса гидроксогруппы: $M(OH) = M(O) + M(H) = 16 + 1 = 17 \text{ г/моль}$.

Тогда молярная масса металла:

$M(Me) = M(Me(OH)_2) - 2 \cdot M(OH) = 74,04 \text{ г/моль} - 2 \cdot 17 \text{ г/моль} = 74,04 - 34 = 40,04 \text{ г/моль}$

7. Определим металл по его молярной массе. Обратившись к Периодической системе, находим элемент с атомной массой, близкой к 40,04 г/моль. Этим элементом является Кальций (Ca), его относительная атомная масса $A_r(Ca) \approx 40,08$. Кальций — щелочноземельный металл, находящийся во второй группе, его постоянная степень окисления в соединениях равна +2, что полностью соответствует условию задачи.

Следовательно, искомый гидроксид — это гидроксид кальция.

Ответ: $Ca(OH)_2$.