При прокаливании 18,3 г нитрата некоторого металла со степенью окисления +2 получили оксид металла массой 7,5 г. Определите, нитрат какого металла был взят.

Давайте решим задачу поэтапно, подробно объясняя каждый шаг. ### Исходные данные: - Масса нитрата металла: **18,3 г** - Масса полученного оксида металла: **7,5 г** - Степень окисления металла в нитрате: **+2** ### Цель: Определить, нитрат какого металла использовали из данных масс. --- ### Шаг 1. Определение изменения массы При прокаливании нитрата металла он разлагается, и его масса уменьшается за счёт выделения нитрозакиси (или других газов). В результате остаётся оксид металла. Обозначим: - Масса нитрата: \( m_{\text{нитрат}} = 18,3\, г \) - Масса оксида: \( m_{\text{окс}} = 7,5\, г \) Итак, при разложении нитрата часть вещества уходит (газы), а остаётся оксид. --- ### Шаг 2. Связь между массами Поскольку мы знаем, что нитрат разлагается, это классическая задача, где из исходных данных нужно найти массу исходного нитрата, исходя из массы остатков (оксидов). Обозначим массу нитрата, участвовавшего в реакции, как \(m_{\text{нитрат}}\). --- ### Шаг 3. Формулы и молекулы Общий пример разложения нитрата металла \( M(NO_3)_2 \) при прокаливании: \[ 2\, M(NO_3)_2 \rightarrow 2\, M O + 4\, NO_2 + O_2 \] Это объясняет, что в случае нитрата с степенью окисления +2 (например, нитрат металла), при нагревании образуется оксид металла \( M O \) (где металлу соответствует степень окисления +2). Масса полученного оксида: \(m_{\text{окс}}\). --- ### Шаг 4. Опыты по молям Обозначим: - \( M \) — молярная масса металла - Молярная масса оксида \( M O \): \( M_{Окс} = M + 16 \) (так как молекула оксида — \( M O \), атом кислорода — 16 г/моль) Известно, что: \[ \text{Масса оксида} = \text{число молей } M O \times (M + 16) \] Но мы ищем \( M \). --- ### Шаг 5. Расчёт по массе Масса нитрата соответствует всей массе нитрата металла. В разложении участвуют оба вещества — нитрат и его продукты, поэтому важное соотношение: \[ \text{Молярная масса нитрата } M(NO_3)_2 = M + 2 \times (14 + 3 \times 16) = M + 2 \times (14 + 48) = M + 2 \times 62 = M + 124 \] Молярная масса оксида: \[ M O = M + 16 \] Степень окисления металла +2 означает, что: \[ M(NO_3)_2 \rightarrow M O + \text{газы} \] Количество вещества нитрата и оксида связано через молярные соотношения. --- ### Шаг 6. Расчёт молярных отношений Обозначим: - \( n \) — количество молей нитрата - Тогда масса нитрата: \( m_{\text{нитрат}} = n \times (M + 124) \) Из условия: \[ 18,3\, г = n \times (M + 124) \] \[ n = \frac{18,3}{M + 124} \] А масса оксида: \[ m_{\text{окс}} = n \times (M + 16) = 7,5\, г \] Подставим \( n \): \[ 7,5 = \frac{18,3}{M + 124} \times (M + 16) \] или \[ 7,5 (M + 124) = 18,3 (M + 16) \] --- ### Шаг 7. Решение уравнения Раскроем скобки: \[ 7,5 M + 7,5 \times 124 = 18,3 M + 18,3 \times 16 \] \[ 7,5 M + 930 = 18,3 M + 292,8 \] Перенесем все \( M \)-содержащие части в левую сторону, константы — в правую: \[ 7,5 M - 18,3 M = 292,8 - 930 \] \[ -10,8 M = -637,2 \] Решим для \( M \): \[ M = \frac{-637,2}{-10,8} = 59\, г/моль \] --- ### Шаг 8. Итог Полученное молярное масса металла \( M \approx 59\, г/моль \). Это примерно соответствует **натрию (Na)**, так как: - Молярная масса натрия: 23 г/моль. - Это меньше, значит, ищем близкий белый металл. Другие металлы с оксидом и степенью окисления +2 и массой около 59: - Медь (Cu): 63.5 г/моль - Цинк (Zn): 65 г/моль - Железо (Fe): 55.8 г/моль Наиболее близок по массе **железо** — 55.8 г/моль. ### **Верный ответ:** **Металл — железо (Fe).** --- ## Итог: **Это нитрат железа (II) — \( \mathrm{Fe(NO_3)_2} \).** --- Если нужно, я могу дополнительно объяснить, почему именно эти металлы соответствуют результату или уточнить детали.