Номер 6, страница 81 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. При разложении 66,2 мг нитрата металла в степени окисления +2 образовалось 44,6 мг его оксида. Установите формулу нитрата.

Дано:

Решение:

Дано:

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

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

Степень окисления металла (Me) = +2

Перевод в систему СИ:

$m(\text{нитрата металла}) = 66,2 \times 10^{-3} \text{ г} = 0,0662 \text{ г}$

$m(\text{оксида металла}) = 44,6 \times 10^{-3} \text{ г} = 0,0446 \text{ г}$

Найти:

Формулу нитрата металла.

Решение:

1. Обозначим неизвестный металл как Me. Поскольку степень окисления металла равна +2, а нитрат-ион ($NO_3^−$) имеет заряд -1, формула нитрата металла будет $Me(NO_3)_2$. Соответственно, формула оксида металла, в котором он также проявляет степень окисления +2, будет $MeO$.

2. Запишем общее уравнение реакции термического разложения нитратов металлов средней активности (от Mg до Cu), к которым, предположительно, относится и наш металл:

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

3. Из стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции видно, что из 2 моль нитрата металла образуется 2 моль его оксида. Следовательно, их количества вещества равны:

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

4. Обозначим относительную атомную массу неизвестного металла как $M_r(Me)$. Тогда молярные массы нитрата и оксида можно выразить следующим образом:

$M(Me(NO_3)_2) = M_r(Me) + 2 \times (M_r(N) + 3 \times M_r(O)) = M_r(Me) + 2 \times (14 + 3 \times 16) = (M_r(Me) + 124) \text{ г/моль}$

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

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

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

Теперь подставим известные значения масс и выражения для молярных масс. Для расчетов можно использовать массы в миллиграммах, так как единицы измерения сократятся.

$\frac{66,2}{M_r(Me) + 124} = \frac{44,6}{M_r(Me) + 16}$

6. Решим полученное уравнение относительно $M_r(Me)$:

$66,2 \times (M_r(Me) + 16) = 44,6 \times (M_r(Me) + 124)$

$66,2 \cdot M_r(Me) + 66,2 \times 16 = 44,6 \cdot M_r(Me) + 44,6 \times 124$

$66,2 \cdot M_r(Me) + 1059,2 = 44,6 \cdot M_r(Me) + 5530,4$

$66,2 \cdot M_r(Me) - 44,6 \cdot M_r(Me) = 5530,4 - 1059,2$

$21,6 \cdot M_r(Me) = 4471,2$

$M_r(Me) = \frac{4471,2}{21,6} = 207 \text{ г/моль}$

7. Находим в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева элемент с относительной атомной массой, равной 207. Это свинец (Pb), его атомная масса составляет 207,2. Свинец является металлом и может проявлять степень окисления +2.

Следовательно, искомый металл — это свинец (Pb).

8. Таким образом, формула нитрата этого металла — $Pb(NO_3)_2$ (нитрат свинца(II)).

Ответ: $Pb(NO_3)_2$.