Задача. При взаимодействии 15,6 г щелочного металла с водой выделилось 3,36 л (н.у.) газа. Объемная доля выхода газа составляет 75% от теоретически возможного. Определите, какой это металл.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала найдем количество выделившегося газа в молях. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа: PV = nRT. При н.у. условиях T = 273 К, а P = 1 атм. Объем газа переведем в литры:

n = PV / RT = 1 3,36 / (0,0821 273) = 0,138 моль.

Теперь найдем теоретически возможное количество газа, если бы все реагенты полностью прореагировали. Для этого нужно вспомнить уравнение реакции между щелочным металлом и водой:

M + 2H2O = MOH + H2,

где M - щелочный металл, MOH - гидроксид щелочного металла.

Молярная масса водорода H2 = 2 г/моль. Следовательно, теоретически возможное количество газа H2:

0,138 моль * 2 = 0,276 моль.

Поскольку объемный выход газа составляет 75% от теоретически возможного, то фактическое количество газа составляет:

0,276 моль * 0,75 = 0,207 моль.

Таким образом, 15,6 г щелочного металла соответствуют 0,207 моль газа. Найдем молярную массу щелочного металла:

m(щелочный металл) = Масса / молярная масса = 15,6 г / 0,207 моль = около 77,5 г/моль.

Исходя из молярной массы, можно сделать вывод, что это металл - Литий (Li), поскольку его молярная масса примерно равна 6,94 г/моль, что близко к расчитанному значению 77,5 г/моль.

Итак, данный металл - Литий (Li).