Вопрос школьника
При обработке водой 11,6 г смеси фосфида алюминия и сульфида другого элемента III группы с равными массовыми долями образовался осадок массой 7,8 г и выделилось 5,43 л газовой смеси (н. у.) с плотностью по гелию 8,5. Установите, какой элемент входит в состав сульфида.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать законы сохранения массы и объема газа.
1. Найдем массу алюминиевого фосфида в смеси:
Массовая доля фосфида алюминия равна 0,5, следовательно, масса алюминиевого фосфида в смеси равна:
m(AlP) = 11,6 г * 0,5 = 5,8 г
2. Найдем массу сульфида другого элемента III группы в смеси:
m(S) = 11,6 г — 5,8 г = 5,8 г
3. Найдем количество газа, выделившегося при реакции:
V = 5,43 л * (273 + 20) К / 273 К = 5,85 л (при н.у.)
4. Найдем массу газовой смеси:
m(gas) = V * ρ(He) = 5,85 л * 0,1785 г/л = 1,044 г
5. Найдем массу элемента, образовавшего газовую смесь:
m(S) = m(gas) * (M(S) / M(gas))
где M(S) — молярная масса сульфида, M(gas) — молярная масса газовой смеси.
M(gas) = (4 г/моль + 16 г/моль) / 2 = 10 г/моль
M(S) = M(gas) * (m(S) / m(gas)) = 10 г/моль * (5,8 г / 1,044 г) = 55,2 г/моль
6. Найдем элемент, соответствующий молярной массе 55,2 г/моль:
Это галлий (Ga), так как молярная масса сульфида галлия (Ga2S3) равна 55,2 г/моль.
Ответ: в состав сульфида входит галлий (Ga).
