Номер 7, страница 99 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

7. При разложении 66,2 мг нитрата металла в степени окислении $+2$ образовалось 44,6 мг оксида этого металла. Установите формулу нитрата и напишите уравнение реакции разложения.

Дано

$m(\text{нитрата металла}) = 66,2 \text{ мг}$

$m(\text{оксида металла}) = 44,6 \text{ мг}$

Степень окисления металла = $+2$

Переведем массы в граммы для удобства расчетов:

$m(\text{нитрата металла}) = 0,0662 \text{ г}$

$m(\text{оксида металла}) = 0,0446 \text{ г}$

Найти:

Формулу нитрата - ?

Уравнение реакции разложения - ?

Решение

1. Обозначим неизвестный металл как $Me$. Поскольку степень окисления металла равна $+2$, а заряд нитрат-иона $NO_3^−$ равен $-1$, формула нитрата будет $Me(NO_3)_2$.

Заряд оксид-иона $O^{2−}$ равен $-2$, следовательно, формула оксида металла – $MeO$.

2. Разложение нитратов металлов, находящихся в ряду активности между магнием и медью (а также свинца), как правило, протекает с образованием оксида металла, диоксида азота и кислорода. Запишем общее уравнение реакции:

$2Me(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2MeO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

3. Из уравнения реакции следует, что количество вещества (число моль) нитрата металла и оксида металла соотносятся как $2:2$ или $1:1$.

$n(Me(NO_3)_2) = n(MeO)$

4. Пусть $A_r(Me)$ – относительная атомная масса неизвестного металла. Выразим молярные массы ($M$) соединений через $A_r(Me)$:

$M(NO_3) = 14 + 3 \cdot 16 = 62 \text{ г/моль}$

$M(Me(NO_3)_2) = A_r(Me) + 2 \cdot M(NO_3) = (A_r(Me) + 124) \text{ г/моль}$

$M(MeO) = (A_r(Me) + 16) \text{ г/моль}$

5. Количество вещества $n$ связано с массой $m$ и молярной массой $M$ соотношением $n = m/M$. Подставим это в равенство количеств веществ:

$\frac{m(Me(NO_3)_2)}{M(Me(NO_3)_2)} = \frac{m(MeO)}{M(MeO)}$

6. Подставим известные значения масс и выражения для молярных масс в полученное уравнение:

$\frac{0,0662}{A_r(Me) + 124} = \frac{0,0446}{A_r(Me) + 16}$

7. Решим уравнение относительно $A_r(Me)$:

$0,0662 \cdot (A_r(Me) + 16) = 0,0446 \cdot (A_r(Me) + 124)$

$0,0662 \cdot A_r(Me) + 0,0662 \cdot 16 = 0,0446 \cdot A_r(Me) + 0,0446 \cdot 124$

$0,0662 \cdot A_r(Me) + 1,0592 = 0,0446 \cdot A_r(Me) + 5,5304$

$0,0662 \cdot A_r(Me) - 0,0446 \cdot A_r(Me) = 5,5304 - 1,0592$

$0,0216 \cdot A_r(Me) = 4,4712$

$A_r(Me) = \frac{4,4712}{0,0216} = 207 \text{ г/моль}$

8. По периодической таблице химических элементов находим, что элемент с относительной атомной массой 207 – это свинец ($Pb$). Свинец проявляет степень окисления $+2$.

Следовательно, искомый металл – свинец.

Формула нитрата – $Pb(NO_3)_2$.

Уравнение реакции разложения нитрата свинца(II) выглядит следующим образом:

$2Pb(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2PbO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

Ответ: Формула нитрата – $Pb(NO_3)_2$. Уравнение реакции разложения: $2Pb(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2PbO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.