Вопрос школьника
Ответь развернуто и подробно на вопрос — На двовалентний метал масою 6,5 г подіяли хлоридною кислотою. Виділився газ об’ємом 2,24 л. Який це метал?
Ответ от учителя
Для розв’язання цієї задачі необхідно скористатися хімічною реакцією між металом та хлоридною кислотою:
M + 2HCl → MCl2 + H2
де M — метал, HCl — хлоридна кислота, MCl2 — хлорид металу, H2 — водень.
За рівнянням реакції видно, що на кожен моль металу виділяється 1 моль водню. Тому, щоб визначити кількість молей металу, необхідно визначити кількість молей водню, який виділився.
За умовою задачі, об’єм газу становить 2,24 л. Оскільки газ визначається за умови нормального тиску та температури (НТП), то можна використати формулу ідеального газу:
PV = nRT
де P — тиск, V — об’єм, n — кількість молей, R — універсальна газова стала, T — температура.
За умовами НТП, тиск дорівнює 1 атм, температура дорівнює 273 К, а універсальна газова стала R дорівнює 0,0821 л·атм/(моль·К). Підставляючи ці значення, отримуємо:
n = PV/RT = (1 атм)·(2,24 л)/(0,0821 л·атм/(моль·К)·273 К) ≈ 0,1 моль
Отже, виділився 0,1 моль водню. Оскільки на кожен моль металу виділяється 1 моль водню, то кількість молей металу дорівнює 0,1 моль.
Далі, необхідно визначити масу металу. За умовою задачі, маса металу дорівнює 6,5 г. Тому, молярна маса металу дорівнює:
M = m/n = 6,5 г/0,1 моль = 65 г/моль
Отже, метал має молярну масу 65 г/моль. Це може бути цинк (Zn), кадмій (Cd) або свинець (Pb), оскільки вони мають молярну масу близько до 65 г/моль. Однак, оскільки умова задачі не надає додаткової інформації про метал, неможливо точно визначити, який саме метал був використаний.
