Номер 14, страница 137 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Серебристо-белый металл сгорел на воздухе с образованием белого порошка, нерастворимого в воде. Полученный продукт растворили в соляной кислоте. К образовавшемуся раствору добавили избыток гидроксида натрия. Образовался осадок белого цвета. Определите металл. Напишите уравнения протекающих реакций.

Определите металл.

Металл: Магний (Mg)

Напишите уравнения протекающих реакций.

$2Mg + O_2 \to 2MgO$

$MgO + 2HCl \to MgCl_2 + H_2O$

$MgCl_2 + 2NaOH \to Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Решение

Проанализируем последовательность химических превращений, чтобы определить неизвестный металл.

1. Серебристо-белый металл (обозначим его $Me$) сгорает на воздухе, образуя белый порошок – оксид металла ($Me_xO_y$). Этот оксид нерастворим в воде. Этому описанию могут соответствовать многие металлы, например, магний ($Mg$), алюминий ($Al$), цинк ($Zn$).

2. Полученный оксид растворяется в соляной кислоте ($HCl$). Это типичная реакция для основных и амфотерных оксидов, в результате которой образуется соль (хлорид металла) и вода: $Me_xO_y + 2yHCl \rightarrow xMeCl_{2y/x} + yH_2O$. Все предполагаемые металлы ($Mg, Al, Zn$) образуют оксиды, которые реагируют с соляной кислотой.

3. К раствору соли (хлориду металла) добавляют избыток гидроксида натрия ($NaOH$), при этом образуется белый осадок. Этот осадок является гидроксидом металла $Me(OH)_z$. Ключевым для определения металла является поведение его гидроксида в избытке щёлочи.

• $Mg(OH)_2$ (гидроксид магния) – белый осадок, является основанием и не растворяется в избытке щёлочи.
• $Al(OH)_3$ (гидроксид алюминия) – белый осадок, является амфотерным гидроксидом и растворяется в избытке щёлочи с образованием растворимого комплексного соединения: $Al(OH)_3 + NaOH \rightarrow Na[Al(OH)_4]$.
• $Zn(OH)_2$ (гидроксид цинка) – белый осадок, также является амфотерным гидроксидом и растворяется в избытке щёлочи: $Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$.

Так как по условию задачи при добавлении избытка $NaOH$ образовался осадок белого цвета, который не растворился, можно сделать вывод, что искомый металл – это магний.

Уравнения протекающих реакций:
1) Горение магния в кислороде:
$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$
2) Взаимодействие оксида магния с соляной кислотой:
$MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$
3) Образование осадка гидроксида магния при реакции хлорида магния с гидроксидом натрия:
$MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Ответ:
Искомый металл – магний ($Mg$).
Уравнения реакций:
$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$
$MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$
$MgCl_2 + 2NaOH \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$