Номер 8-21, страница 98 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-21. При взаимодействии 5,4 г некоторого металла с соляной кислотой образовалось 6,72 л (н.у.) водорода. В полученной соли металл трехвалентен. С каким металлом был проведен опыт?

Дано:
$m(Me) = 5,4$ г
$V(H_2) = 6,72$ л
Условия: н.у. (нормальные условия)
Валентность металла = III
$V_m = 22,4$ л/моль (молярный объем газа при н.у.)

Найти:

Неизвестный металл (Me) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия трехвалентного металла (Me) с соляной кислотой (HCl). В результате реакции образуются соль, хлорид металла (III), и водород. Так как металл трехвалентен, формула его хлорида будет $MeCl_3$. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2Me + 6HCl \rightarrow 2MeCl_3 + 3H_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (число молей) выделившегося водорода. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа составляет $22,4$ л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{6,72 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества металла, вступившего в реакцию. Согласно стехиометрическим коэффициентам, соотношение количеств вещества металла и водорода составляет $2:3$.

$\frac{n(Me)}{2} = \frac{n(H_2)}{3}$

Отсюда выразим количество вещества металла:

$n(Me) = \frac{2 \cdot n(H_2)}{3} = \frac{2 \cdot 0,3 \text{ моль}}{3} = 0,2 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества металла, можем рассчитать его молярную массу ($M$).

$M(Me) = \frac{m(Me)}{n(Me)} = \frac{5,4 \text{ г}}{0,2 \text{ моль}} = 27 \text{ г/моль}$

5. По Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находим элемент с относительной атомной массой, равной 27. Этим элементом является алюминий (Al). Алюминий — это металл, который в своих соединениях обычно проявляет валентность, равную III.

Ответ: опыт был проведен с алюминием (Al).