На полное восстановление 1,6 г оксида металла было затрачено 0,672 л водорода (н. при взаимодействии полученных 1,12 г металла с избытком соляной кислоты выделилось только 0,448 л водорода. чем объяснить эти наблюдения? что это за металл?
176
424
Ответы на вопрос:
Переведем литры водорода в количество вещества водорода ("в моль") 0,672 л / 22,4 л/моль = 0,03 моль 0,448 л / 22,4 л/моль = 0,02 мольпусть х - степень окисления металла в оксиде me₂oₓ. (индекс 2 при me из-за двухвалентности кислорода) пусть а - степень окисления металла в хлориде meclₐ.(индекса при me нет, потому что соляная кислота одноосновная) пусть а - атомная масса металла me. пусть а2 - молекулярная масса оксида металла me₂oₓ .тогда уравнения реакции восстановления водородом оксида металла и вытеснения металлом водорода из кислоты в общем виде: me₂oₓ + xh₂ = 2me + xh₂o 0,03 / х моль 0,03 моль 2*0,03 / х моль 1,6 г me + аhcl = meclₐ + а /2 * h₂ 2*0,02 / а моль 0,02 моль1,12 г(множители и делители появились для учета коэффициентов. например, в первом уравнении водорода получается xh₂ и это составляет 0.03 моль, а оксида было me₂oₓ - в х раз меньше, чем водорода, то есть 0,03/х. и так далее )количество вещества n = m / mколичество вещества искомого металла n(me) = m(me) / a количество вещества оксида металла n(me₂oₓ) = m(me₂oₓ) / a2 из двух уравнений получается, что 0,03/х = 1,6 / а2 2*0,02/а = 1,12 / а отсюда отношения а и а2 к а и х соответственно: а2 / х = 1,6 / 0,03 = 53,3 г/моль а / а = 1,12 / (2*0,02) = 28 г/моль исследуем возможные значения а а=1, а=28 - ближайшие по массе элементы - алюминий al (27) и кремний si (28). однако si - неметалл. а al - не образует одновалентных соединений. а=2, а = 2*28 = 56 - ближайшие по массе элементы - железо fe(55,84) и co(58,93). допустим, это железо. ведь оно действительно реагирует с соляной кислотой с вытеснением водорода и образованием хлорида железа (ii), то есть со степенью окисления +2. согласуется ли это с формулой оксида? а2 / х = 1,6 / 0,03 = 53,3х = 1, а2 = 53,3 тогда формула оксида me₂o, что соответствует одновалентному металлу. если m(me₂o) = 53.3, то a(me) = (53.3 - 16) / 2 = 18.65 г/моль. ближайшие по массе элементы - кислород o (16) и фтор f(19). они оба неметаллы. х = 2, а2 = 53,3*2 = 106,6 г/моль тогда формула оксида me₂o₂. если m(me₂o₂) = 106.6, то a(me) = 106.6 / 2 - 16 = 37,3 г/моль. ближайшие по массе элементы - хлор cl (35) и аргон ar (40). хлор - неметалл, аргон - инертный газ. х=3, а2 = 53,3*3 = 159,9 г/моль тогда формула оксида me₂o₃. если m(me₂o₃) = 159,9, то a(me) = (159,9 - 3*16) / 2 = 55,95 г/моль. ближайшие по массе элементы - железо fe (55,84) и co (58,93)оксид железа fe₂o₃ действительно существует и может быть восстановлен водородом. итак, только один металл - железо fe - соответствует обоим уравнениям: fe₂o₃ + 3 h₂ = 2 fe + 3 h₂o 0,01 моль 0,03 моль 0.02 моль (количество вещества продуктов и реагентов вычислено по самым первым уравнением реакций, где уже учтены коэффициенты. поэтому домножать или делить на реальные коэффициенты не нужно) m(fe₂o₃) = 2 * 55.85 + 3*16 = 159.7 г/моль m(fe₂o₃) = 0.01 моль * 159.7 г/моль = 1,597 г ≈ 1,6 г. (совпадает с условием ) m(fe) = 0,02 моль * 55,85 г/моль = 1,117 г ≈ 1,12 fe + 2 hcl = fecl₂ + h₂ 0,02 моль 0.02 моль m(fe) = 55.85 г/моль m(fe) = 0.02 моль * 55.85 г/моль = 1,117 г ≈ 1,12 (совпадает с условием ) как видно, количество вещества (и масса) железа, полученного в первой реакции и израсходованного во второй реакции, совпадает. разница же объемов водорода, израсходованного в первой реакции и полученного во второй реакции связана с тем, что положительные степени окисления железа в этих реакциях не . в первой реакции водорода нужно больше, чтобы восстановить железо из более глубокой степени окисления. во второй реакции железо окисляется не так глубоко, поэтому водорода выделяется меньше.
Реши свою проблему, спроси otvet5GPT
-
Быстро
Мгновенный ответ на твой вопрос -
Точно
Бот обладает знаниями во всех сферах -
Бесплатно
Задай вопрос и получи ответ бесплатно
Популярно: Химия
-
Super36421.11.2020 10:24
-
nurasylmahambet18.01.2020 02:25
-
Платонф14.03.2023 17:57
-
varvaranepomnas01.10.2021 05:07
-
KetrinDark04.08.2020 09:03
-
Danya111111111113512.08.2020 01:20
-
lovevika307.04.2023 22:33
-
qweuio26.05.2020 15:53
-
артлжьт06.01.2022 00:54
-
minikolp1234425.03.2022 16:12
Есть вопросы?
-
Как otvet5GPT работает?
otvet5GPT использует большую языковую модель вместе с базой данных GPT для обеспечения высококачественных образовательных результатов. otvet5GPT действует как доступный академический ресурс вне класса. -
Сколько это стоит?
Проект находиться на стадии тестирования и все услуги бесплатны. -
Могу ли я использовать otvet5GPT в школе?
Конечно! Нейросеть может помочь вам делать конспекты лекций, придумывать идеи в классе и многое другое! -
В чем отличия от ChatGPT?
otvet5GPT черпает академические источники из собственной базы данных и предназначен специально для студентов. otvet5GPT также адаптируется к вашему стилю письма, предоставляя ряд образовательных инструментов, предназначенных для улучшения обучения.