Вопрос школьника
От взаимодействия двухвалентного металла массой 1,3 г с серной кислотой вид илився газ объемом 0,448 л (н.у.). Какой это металл? Составьте формулы его оксида, гидроксида, укажите характер. Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства гидроксида
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон пропорций, согласно которому масса вещества, участвующего в реакции, пропорциональна количеству газа, выделившегося при этой реакции.
Масса двухвалентного металла, участвующего в реакции, равна:
m = M * n = (M/V) * V(H2SО4) * (n(H2SО4)/2) = (98/22400) * 448 * (1/2) = 0,98 г
где M — молярная масса металла, V — объем газа, выделившегося при реакции, V(H2SО4) — объем серной кислоты, n(H2SО4) — количество молей серной кислоты, n — количество молей металла.
Таким образом, масса металла, участвующего в реакции, равна 0,98 г.
Для определения металла необходимо рассмотреть реакцию металла с серной кислотой:
M + H2SO4 → MSO4 + H2↑
где MSO4 — сульфат металла.
Так как при реакции выделился газ, можно предположить, что это водород. Тогда уравнение реакции принимает вид:
M + H2SO4 → MSO4 + H2↑
Следовательно, металл, участвующий в реакции, — это цинк (Zn).
Формула оксида цинка — ZnO, гидроксида — Zn(OH)2. Гидроксид цинка является амфотерным соединением, то есть может проявлять свойства как основания, так и кислоты.
Уравнения реакций, характеризующие химические свойства гидроксида цинка:
1) Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O
Гидроксид цинка реагирует с соляной кислотой, образуя хлорид цинка и воду.
2) Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O
Гидроксид цинка реагирует с гидроксидом натрия, образуя основание цинкат натрия и воду.
