Номер 8-47, страница 100 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-47. При сгорании в хлоре 224 г порошка некоторого металла образовалось 650 г хлорида, в котором данный металл трехвалентен. О каком металле идет речь?

Дано:

$m(\text{металла}) = 224 \text{ г}$

$m(\text{хлорида}) = 650 \text{ г}$

Валентность металла = III

Найти:

Неизвестный металл - ?

Решение:

Обозначим неизвестный металл символом Me. Так как по условию металл трехвалентен, формула его хлорида будет $\text{MeCl}_3$. Запишем уравнение реакции горения (взаимодействия) металла с хлором: $2\text{Me} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{MeCl}_3$

На основании закона сохранения массы веществ, масса прореагировавшего хлора равна разности масс образовавшегося хлорида металла и исходного металла: $m(\text{Cl}_2) = m(\text{MeCl}_3) - m(\text{Me})$ $m(\text{Cl}_2) = 650 \text{ г} - 224 \text{ г} = 426 \text{ г}$

Найдем количество вещества (число моль) прореагировавшего хлора. Для этого сначала вычислим молярную массу молекулярного хлора $\text{Cl}_2$, используя относительную атомную массу хлора $Ar(\text{Cl}) \approx 35.5$: $M(\text{Cl}_2) = 2 \times 35.5 \text{ г/моль} = 71 \text{ г/моль}$ Теперь вычислим количество вещества хлора: $n(\text{Cl}_2) = \frac{m(\text{Cl}_2)}{M(\text{Cl}_2)} = \frac{426 \text{ г}}{71 \text{ г/моль}} = 6 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, на 2 моль металла приходится 3 моль хлора. Используя эту стехиометрическую пропорцию, найдем количество вещества металла $n(\text{Me})$: $\frac{n(\text{Me})}{2} = \frac{n(\text{Cl}_2)}{3}$ Отсюда: $n(\text{Me}) = \frac{2 \times n(\text{Cl}_2)}{3} = \frac{2 \times 6 \text{ моль}}{3} = 4 \text{ моль}$

Зная массу исходного порошка металла (224 г) и его количество вещества (4 моль), мы можем определить молярную массу неизвестного металла $M(\text{Me})$: $M(\text{Me}) = \frac{m(\text{Me})}{n(\text{Me})} = \frac{224 \text{ г}}{4 \text{ моль}} = 56 \text{ г/моль}$

Обратившись к Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, находим элемент с атомной массой, близкой к 56, который способен проявлять валентность III. Таким элементом является железо (Fe), его относительная атомная масса равна 55.845. Железо образует соединения как с валентностью II, так и с валентностью III.

Ответ: неизвестный металл — это железо (Fe).