Номер 6, страница 77 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

6. При взаимодействии 3,08 г металла с избытком серы получили 4,2 г сульфида этого металла в степени окисления +2. Какой металл был взят в реакцию?

Дано:

$m(\text{Me}) = 3,08 \text{ г}$

$m(\text{продукта}) = 4,2 \text{ г}$

Степень окисления металла = +2

Найти:

Неизвестный металл (Me) - ?

Решение:

Обозначим неизвестный металл как Me. В условии сказано, что металл в образовавшемся сульфиде имеет степень окисления +2. Сера в сульфидах всегда имеет степень окисления -2. Следовательно, формула сульфида металла — MeS.

Составим уравнение реакции взаимодействия металла с серой:

$\text{Me} + \text{S} \rightarrow \text{MeS}$

Поскольку сера была взята в избытке, весь металл прореагировал полностью. Согласно закону сохранения массы, масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе продуктов реакции. Масса прореагировавшей серы равна разности масс образовавшегося сульфида и исходного металла:

$m(\text{S}) = m(\text{MeS}) - m(\text{Me}) = 4,2 \text{ г} - 3,08 \text{ г} = 1,12 \text{ г}$

Теперь найдем количество вещества (в молях) прореагировавшей серы. Молярная масса серы $M(\text{S})$ составляет приблизительно $32 \text{ г/моль}$.

$n(\text{S}) = \frac{m(\text{S})}{M(\text{S})} = \frac{1,12 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,035 \text{ моль}$

Из уравнения реакции видно, что стехиометрические коэффициенты перед металлом (Me) и серой (S) равны 1. Это означает, что они реагируют в мольном соотношении 1:1. Следовательно, количество вещества металла, вступившего в реакцию, равно количеству вещества прореагировавшей серы.

$n(\text{Me}) = n(\text{S}) = 0,035 \text{ моль}$

Зная массу металла ($m(\text{Me})$) и его количество вещества ($n(\text{Me})$), мы можем рассчитать его молярную массу $M(\text{Me})$:

$M(\text{Me}) = \frac{m(\text{Me})}{n(\text{Me})} = \frac{3,08 \text{ г}}{0,035 \text{ моль}} = 88 \text{ г/моль}$

Обратимся к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Нам нужен элемент с молярной массой, близкой к $88 \text{ г/моль}$, который способен проявлять степень окисления +2. Этим условиям удовлетворяет стронций (Sr), его относительная атомная масса равна 87,62. Стронций является щелочноземельным металлом и его характерная степень окисления +2.

Ответ: В реакцию был взят стронций (Sr).