Номер 8, страница 239 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

8. В результате реакции неизвестного щёлочноземельного металла с водой выделился водород объемом 3,36 дм³ (н. у.) и образовалось основание массой 25,65 г. Определите металл.

Дано:

$V(\text{H}_2) = 3,36 \text{ дм}^3$ (н. у.)

$m(\text{Me(OH)}_2) = 25,65 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$V(\text{H}_2) = 3,36 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

$m(\text{Me(OH)}_2) = 0,02565 \text{ кг}$

Найти:

Неизвестный щелочноземельный металл Me.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия щелочноземельного металла (обозначим его Me) с водой. Щелочноземельные металлы находятся во II группе главной подгруппы периодической системы, поэтому в соединениях проявляют степень окисления +2. Продуктами реакции являются гидроксид металла и водород.

$\text{Me} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Me(OH)}_2 + \text{H}_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества (число молей) выделившегося водорода. Объем дан при нормальных условиях (н. у.), поэтому используем молярный объем газов $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$n(\text{H}_2) = \frac{V(\text{H}_2)}{V_m} = \frac{3,36 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,15 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося основания $\text{Me(OH)}_2$. Соотношение количеств веществ водорода и гидроксида металла составляет 1:1.

$n(\text{Me(OH)}_2) = n(\text{H}_2) = 0,15 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества основания, вычислим его молярную массу $M(\text{Me(OH)}_2)$.

$M(\text{Me(OH)}_2) = \frac{m(\text{Me(OH)}_2)}{n(\text{Me(OH)}_2)} = \frac{25,65 \text{ г}}{0,15 \text{ моль}} = 171 \text{ г/моль}$

5. Молярная масса гидроксида металла $M(\text{Me(OH)}_2)$ складывается из атомной массы металла $A_r(\text{Me})$ и массы двух гидроксильных групп (OH).

$M(\text{Me(OH)}_2) = A_r(\text{Me}) + 2 \times (A_r(\text{O}) + A_r(\text{H}))$

Атомные массы кислорода и водорода: $A_r(\text{O}) \approx 16 \text{ г/моль}$, $A_r(\text{H}) \approx 1 \text{ г/моль}$.

$171 \text{ г/моль} = A_r(\text{Me}) + 2 \times (16 + 1) \text{ г/моль}$

$171 \text{ г/моль} = A_r(\text{Me}) + 34 \text{ г/моль}$

6. Найдем атомную массу неизвестного металла.

$A_r(\text{Me}) = 171 - 34 = 137 \text{ г/моль}$

7. По периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находим щелочноземельный металл с относительной атомной массой, близкой к 137. Этим металлом является барий (Ba).

Ответ:

Неизвестный металл — барий (Ba).