Умова задачі
При спалюванні 5,4 г тривалентного металу утворилося 10,2 г оксиду. Визначте елемент.
Дано
- Маса тривалентного металу, \( m_{\text{металу}} = 5,4 \, \text{г} \)
- Маса оксиду, \( m_{\text{оксиду}} = 10,2 \, \text{г} \)
Потрібно знайти
Визначити тривалентний метал.
Розв'язання
Запишемо рівняння реакції:
Спалювання тривалентного металу (обозначимо його як \( M \)) у кисні може бути записане так: \[ 4M + 3O_2 \rightarrow 2M_2O_3 \] Це рівняння вказує на те, що один атом металу реагує з трьома атомами кисню, утворюючи оксид.Визначимо масу кисню, що виділяється:
Маса оксиду визначається масою металу та кисню, який реагує: \[ m_{\text{оксиду}} = m_{\text{металу}} + m_{\text{кисню}} \] Знайдемо масу кисню: \[ m_{\text{кисню}} = m_{\text{оксиду}} - m_{\text{металу}} = 10,2 \, \text{г} - 5,4 \, \text{г} = 4,8 \, \text{г} \]Знайдемо кількість молей металу та кисню:
Складемо таблицю:Для металу \( M \): \[ n_{\text{металу}} = \frac{m_{\text{металу}}}{M} = \frac{5,4 \, \text{г}}{M} \]
Для кисню \( O \):
Ставимо в 32 г (молярна маса кисню): \[ n_{\text{кисню}} = \frac{m_{\text{кисню}}}{M_{O}} = \frac{4,8 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,15 \, \text{моль} \]
Визначимо кількість молей оксиду:
Інші формули оксиду пов'язані з тривалентним металом, тому: \[ n_{\text{оксиду}} = \frac{m_{\text{оксиду}}}{M_{M_2O_3}} = \frac{10,2 \, \text{г}}{2M + 3 \times 16} \]Установимо співвідношення між металом та киснем:
Співвідношення 2:3: \[ 4 \times n_{\text{металу}} = 3 \times n_{\text{кисню}} \] Звідси: \[ 4 \times \frac{5,4 \, \text{г}}{M} = 3 \times 0,15 \]Знайдемо масу металу: Спростимо це: \[ \frac{21.6}{M} = 0,45 \] Знайдемо \( M \): \[ M = \frac{21.6}{0.45} = 48 \, \text{г/моль} \]
Визначимо елемент:
За таблицею Менделєєва, маса 48 г/моль відповідає алюмінію (Al), який є тривалентним металом.
Відповідь
Метал, що утворив оксид при спалюванні, — це алюміній (Al).