Номер 18, страница 104 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 10. Металлы - номер 18, страница 104.

Условие.

18. При электролизе расплава 8 г соединения одновалентного металла на аноде выделилось 11,2 л водорода (н. у.). Определите соединение. Можно ли подвергнуть электролизу его водный раствор?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(соединения) = 8 \ г$

$V(H_2) = 11,2 \ л \ (н.у.)$

Металл (Ме) одновалентен.

Найти:

Формулу соединения - ?

Возможность электролиза водного раствора - ?

Решение:

1. Определение соединения.

Электролиз проводится в расплаве, значит, в системе нет воды. Процессы на электродах происходят с ионами, из которых состоит соединение.

Соединение состоит из катиона одновалентного металла $Me^+$ и некоторого аниона $A^-$. Формула соединения - $MeA$.

На аноде (положительном электроде) происходит процесс окисления анионов. По условию, на аноде выделяется водород ($H_2$). Это означает, что в состав аниона входили атомы водорода в отрицательной степени окисления, то есть анионом является гидрид-ион $H^-$.

Следовательно, искомое соединение – это гидрид одновалентного металла, его формула $MeH$.

Процессы электролиза расплава гидрида металла:

Катод (-): $Me^+ + 1e^- \rightarrow Me^0$

Анод (+): $2H^- - 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow$

Суммарное уравнение реакции электролиза:

$2MeH \xrightarrow{электролиз} 2Me + H_2 \uparrow$

Найдем количество вещества выделившегося водорода, используя молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22,4$ л/моль):

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{11,2 \ л}{22,4 \ л/моль} = 0,5 \ моль$

По уравнению реакции, количество вещества гидрида металла в два раза больше количества вещества водорода:

$n(MeH) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0,5 \ моль = 1 \ моль$

Теперь можем найти молярную массу гидрида металла, зная его массу и количество вещества:

$M(MeH) = \frac{m(MeH)}{n(MeH)} = \frac{8 \ г}{1 \ моль} = 8 \ г/моль$

Молярная масса соединения складывается из молярных масс входящих в него элементов:

$M(MeH) = M(Me) + M(H)$

Отсюда найдем молярную массу неизвестного металла ($M(H) \approx 1 \ г/моль$):

$M(Me) = M(MeH) - M(H) = 8 \ г/моль - 1 \ г/моль = 7 \ г/моль$

Металл с молярной массой 7 г/моль – это литий ($Li$).

Таким образом, искомое соединение – гидрид лития ($LiH$).

Ответ: Определенное соединение - гидрид лития ($LiH$).

2. Можно ли подвергнуть электролизу его водный раствор?

Гидрид лития ($LiH$) – это ионное соединение, которое бурно и необратимо реагирует с водой с образованием гидроксида лития и выделением водорода. Приготовить водный раствор гидрида лития невозможно.

Уравнение реакции взаимодействия гидрида лития с водой:

$LiH + H_2O \rightarrow LiOH + H_2 \uparrow$

Поскольку гидрид лития разлагается водой, его водный раствор не существует, и, следовательно, подвергнуть его электролизу нельзя. Можно провести электролиз полученного раствора гидроксида лития ($LiOH$), но это будет уже электролиз другого вещества.

Ответ: Нет, нельзя, так как гидрид лития реагирует с водой, образуя гидроксид лития и водород, и не образует стабильного водного раствора.