Номер 8-20, страница 98 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-20. При взаимодействии 12 г некоторого металла с разбавленным раствором серной кислоты образовался 1 г водорода. В полученной соли металл двухвалентен. С каким металлом был проведен опыт?

Дано:

Масса металла: $m(Me) = 12 \text{ г}$

Масса водорода: $m(H_2) = 1 \text{ г}$

Валентность металла = II

(Все данные представлены в единицах, удобных для химических расчетов, и не требуют перевода в СИ.)

Найти:

Неизвестный металл (Me) - ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. Обозначим неизвестный металл как Me. Поскольку металл двухвалентен, он будет образовывать с сульфат-ионом ($SO_4^{2-}$) соль состава $MeSO_4$. В реакции с разбавленной серной кислотой металл, стоящий в ряду активности до водорода, вытесняет его. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$Me + H_2SO_4 \rightarrow MeSO_4 + H_2 \uparrow$

Стехиометрические коэффициенты в данном уравнении равны 1.

2. Рассчитаем количество вещества (в молях) выделившегося водорода ($H_2$). Для этого нам понадобится молярная масса водорода:

$M(H_2) = 2 \cdot M(H) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 2 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества по формуле $n = m/M$:

$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{1 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, количества вещества металла и водорода соотносятся как 1:1.

$\frac{n(Me)}{1} = \frac{n(H_2)}{1}$

Следовательно, количество вещества прореагировавшего металла также равно 0.5 моль:

$n(Me) = n(H_2) = 0.5 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества неизвестного металла, мы можем определить его молярную массу ($M$):

$M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{12 \text{ г}}{0.5 \text{ моль}} = 24 \text{ г/моль}$

5. По значению молярной массы определим металл, обратившись к Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Элемент с относительной атомной массой, близкой к 24, – это магний (Mg) с атомной массой 24,305. Магний является металлом второй группы, главной подгруппы, и проявляет в соединениях валентность II. Он активно реагирует с разбавленной серной кислотой.

Ответ: опыт был проведен с магнием (Mg).