Номер 4-57, страница 49 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-57. При сгорании порошка металла массой 13,5 г образовалось 25,5 г оксида, в котором металл трехвалентен. Определите, порошок какого металла сожгли.

Дано:

$m(Me) = 13.5 \text{ г}$

$m(\text{оксида}) = 25.5 \text{ г}$

Валентность металла (Me) = III

Перевод данных в систему СИ:

$m(Me) = 13.5 \text{ г} = 0.0135 \text{ кг}$

$m(\text{оксида}) = 25.5 \text{ г} = 0.0255 \text{ кг}$

Найти:

Me - ?

Решение:

Обозначим неизвестный металл как Me. По условию задачи, металл трехвалентен. Валентность кислорода в оксидах равна II. Следовательно, формула оксида данного металла — $Me_2O_3$.

Реакция горения металла в кислороде описывается следующим уравнением:

$4Me + 3O_2 \rightarrow 2Me_2O_3$

Согласно закону сохранения массы, масса вступившего в реакцию кислорода равна разности масс образовавшегося оксида и исходного порошка металла. Для удобства вычислений будем использовать массы в граммах.

$m(O) = m(Me_2O_3) - m(Me) = 25.5 \text{ г} - 13.5 \text{ г} = 12.0 \text{ г}$

Найдем количество вещества (моль) атомов кислорода, зная молярную массу атомарного кислорода $M(O) \approx 16 \text{ г/моль}$:

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{12.0 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0.75 \text{ моль}$

Из химической формулы оксида $Me_2O_3$ видно, что соотношение количеств вещества металла и кислорода в соединении составляет 2 к 3:

$\frac{n(Me)}{n(O)} = \frac{2}{3}$

Выразим и найдем количество вещества металла:

$n(Me) = \frac{2}{3} \cdot n(O) = \frac{2}{3} \cdot 0.75 \text{ моль} = 0.5 \text{ моль}$

Зная массу и количество вещества металла, мы можем рассчитать его молярную массу $M(Me)$:

$M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{13.5 \text{ г}}{0.5 \text{ моль}} = 27 \text{ г/моль}$

Обратившись к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, находим элемент с молярной массой, равной 27 г/моль. Этим элементом является алюминий (Al). Алюминий — металл, проявляющий в соединениях валентность III, что соответствует условию задачи.

Ответ: сожгли порошок алюминия (Al).