Вопрос школьника
При взаимодействии 5,4 г некоторого металла с соляной кислотой образовалось 6,72 л (н.у.) водорода. В полученной соли металл трехвалентен. С каким металлом был проведен опыт?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон пропорций в химии. Согласно этому закону, масса вещества, участвующего в реакции, пропорциональна количеству выделившегося газа.
Из условия задачи известно, что при взаимодействии 5,4 г металла с соляной кислотой образовалось 6,72 л (н.у.) водорода. Н.у. — это нормальные условия, при которых температура равна 0 градусов Цельсия, а давление — 1 атмосфера. Таким образом, можно записать уравнение реакции:
M + 6HCl → 3MCl2 + 6H2↑
где M — металл, HCl — соляная кислота, MCl2 — полученная соль металла.
Из уравнения видно, что на 1 моль металла приходится 3 моля полученной соли и 6 молей выделившегося водорода. Также известно, что металл трехвалентен, то есть в каждой молекуле соли содержится 3 ионов металла. Следовательно, можно записать пропорцию:
5,4 г : 3 моль = x г : 1 моль
где x — масса металла, с которым был проведен опыт.
Выразив x из этой пропорции, получим:
x = 5,4 г × 1 моль ÷ 3 моль = 1,8 г
Таким образом, при взаимодействии 1,8 г металла с соляной кислотой образуется 6 молей водорода. Сравнивая это значение с данными из условия задачи, можно сделать вывод, что опыт был проведен с алюминием (молярная масса Al = 26,98 г/моль). Действительно, масса 1,8 г соответствует примерно 0,067 молям алюминия, а количество выделившегося водорода (6 молей) соответствует количеству водорода, выделяющегося при реакции алюминия с соляной кислотой.
