Номер 23, страница 89 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

9. Углерод, кремний и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 23, страница 89.

Условие.

23. При термическом разложении 21 г карбоната неизвестного двухвалентного металла выделилось 5,6 л углекислого газа (н. у.). Определите формулу карбоната.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{MeCO}_3) = 21 \text{ г}$

$V(\text{CO}_2) = 5,6 \text{ л}$ (н. у.)

Валентность металла (Me) = II

$m(\text{MeCO}_3) = 0,021 \text{ кг}$
$V(\text{CO}_2) = 5,6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Формулу карбоната - ?

Решение:

Составим уравнение реакции термического разложения карбоната двухвалентного металла. Обозначим неизвестный металл как Me. Поскольку металл двухвалентен, а карбонат-ион $CO_3^{2-}$ имеет заряд 2-, формула карбоната будет $MeCO_3$. При разложении образуется оксид металла $MeO$ и углекислый газ $CO_2$.

Уравнение реакции в общем виде: $MeCO_3 \xrightarrow{t} MeO + CO_2\uparrow$

Найдем количество вещества (моль) выделившегося углекислого газа. Так как объем дан при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{5,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количества вещества вступившего в реакцию карбоната металла и выделившегося углекислого газа соотносятся как 1:1. Следовательно, количество вещества карбоната также равно 0,25 моль.

$n(MeCO_3) = n(CO_2) = 0,25 \text{ моль}$

Зная массу и количество вещества карбоната, найдем его молярную массу $M(MeCO_3)$.

$M(MeCO_3) = \frac{m(MeCO_3)}{n(MeCO_3)} = \frac{21 \text{ г}}{0,25 \text{ моль}} = 84 \text{ г/моль}$

Молярная масса карбоната $M(MeCO_3)$ складывается из молярной массы металла $M(Me)$ и молярной массы карбонатной группы $M(CO_3)$.

$M(MeCO_3) = M(Me) + M(CO_3)$

Рассчитаем молярную массу карбонатной группы, используя атомные массы углерода (C ≈ 12 г/моль) и кислорода (O ≈ 16 г/моль):

$M(CO_3) = M(C) + 3 \cdot M(O) = 12 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 60 \text{ г/моль}$

Теперь найдем молярную массу неизвестного металла, вычитая молярную массу карбонатной группы из общей молярной массы соли.

$M(Me) = M(MeCO_3) - M(CO_3) = 84 \text{ г/моль} - 60 \text{ г/моль} = 24 \text{ г/моль}$

По периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находим элемент с относительной атомной массой, равной 24. Это магний (Mg). Магний находится во второй группе, главной подгруппе, и проявляет валентность II, что соответствует условию задачи.

Таким образом, формула искомого карбоната - $MgCO_3$ (карбонат магния).

Ответ: $MgCO_3$.