Вопрос школьника
При взаимодействии 8,1 г некоторого металла с кислородом был получен оксид массой 15,3 г. Определите, какой металл был взят, если известно, что в оксиде он трехвалентен.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы, согласно которому масса реагентов, участвующих в химической реакции, равна массе продуктов.
Из условия задачи известно, что масса металла, участвующего в реакции, равна 8,1 г, а масса полученного оксида равна 15,3 г. Следовательно, масса кислорода, участвующего в реакции, равна разности массы оксида и металла:
15,3 г — 8,1 г = 7,2 г
Далее необходимо определить количество молей металла и кислорода, участвующих в реакции. Для этого необходимо разделить массу каждого вещества на его молярную массу. Молярная масса металла неизвестна, поэтому ее необходимо определить.
Известно, что металл трехвалентен, то есть в молекуле оксида содержится 3 атома металла и 1 атом кислорода. Молярная масса оксида равна сумме молярных масс металла и кислорода:
M(оксид) = 3M(металл) + M(кислород)
M(металл) = (M(оксид) — M(кислород)) / 3
M(кислород) = 16 г/моль (молярная масса кислорода)
M(оксид) = 15,3 г / 0,001 моль/г = 15300 г/моль
M(металл) = (15300 г/моль — 16 г/моль) / 3 = 5094 г/моль
Теперь можно определить количество молей металла и кислорода:
n(металл) = 8,1 г / 5094 г/моль = 0,00159 моль
n(кислород) = 7,2 г / 16 г/моль = 0,45 моль
Из уравнения реакции между металлом и кислородом следует, что на 1 моль металла приходится 1 моль кислорода. Следовательно, количество молей металла и кислорода должно быть одинаковым. Однако в данном случае количество молей кислорода больше, чем количество молей металла. Это означает, что не вся масса металла превратилась в оксид, а часть металла осталась в нереагировавшем состоянии.
Таким образом, можно сделать вывод, что при взаимодействии 8,1 г металла с кислородом был получен оксид массой 15,3 г, но не вся масса металла превратилась в оксид. Точный вид металла неизвестен.
