Номер 13, страница 147 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 33. Характеристика элемента по его положению в Периодической системе. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 13, страница 147.

13. При сжигании 0,45 г простого вещества, образованного атомами элемента IIA-группы, образовалось 1,25 г оксида. Определите, какое вещество было взято для реакции.

Дано:

$m(\text{простого вещества}) = 0,45 \text{ г}$

$m(\text{оксида}) = 1,25 \text{ г}$

Элемент принадлежит IIA-группе.

Найти:

Определить, какое вещество было взято для реакции.

Решение:

Обозначим неизвестный элемент, принадлежащий ко IIA-группе, как $Me$. Элементы этой группы (щелочноземельные металлы) в соединениях с кислородом обычно проявляют степень окисления +2. Следовательно, формула оксида этого элемента будет $MeO$.

Запишем уравнение реакции сгорания этого простого вещества (металла) в кислороде:

$2Me + O_2 \rightarrow 2MeO$

Согласно закону сохранения массы, масса продуктов реакции равна массе реагентов. В данном случае, масса образовавшегося оксида складывается из массы исходного металла и массы кислорода, вступившего в реакцию. Найдем массу кислорода, содержащегося в оксиде:

$m(O) = m(MeO) - m(Me)$

$m(O) = 1,25 \text{ г} - 0,45 \text{ г} = 0,80 \text{ г}$

Зная массу кислорода, можем найти его количество вещества (в молях). Молярная масса атомарного кислорода $M(O)$ составляет 16 г/моль.

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{0,80 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0,05 \text{ моль}$

Из формулы оксида $MeO$ следует, что на один атом металла $Me$ приходится один атом кислорода $O$. Это означает, что их количества вещества в оксиде равны:

$n(Me) = n(O) = 0,05 \text{ моль}$

Теперь мы знаем массу неизвестного металла ($m(Me) = 0,45$ г) и его количество вещества ($n(Me) = 0,05$ моль). Это позволяет нам вычислить молярную массу неизвестного элемента:

$M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{0,45 \text{ г}}{0,05 \text{ моль}} = 9 \text{ г/моль}$

Обратимся к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и найдем элемент IIA-группы с атомной массой, близкой к 9 а.е.м. (и, соответственно, молярной массой 9 г/моль). Элементом IIA-группы с молярной массой $M \approx 9,012$ г/моль является бериллий ($Be$). Другие элементы этой группы имеют значительно большие молярные массы (магний — 24,3 г/моль, кальций — 40,1 г/моль и т.д.).

Следовательно, для реакции было взято простое вещество — бериллий.

Ответ: для реакции был взят бериллий ($Be$).