Какой трёхвалентный металл был растворён в 68,4 мл раствора серной кислоты с массовой долей 16% (плотность 1,1 г/мл), если его масса составляет 2,18 г?

Химия 11 класс Растворы и реакции с участием кислот трехвалентный металл растворение в серной кислоте массовая доля плотность раствора химия 11 класс Новый

Для определения трёхвалентного металла, который был растворён в растворе серной кислоты, необходимо выполнить несколько шагов, включая расчёт массы раствора, количество вещества серной кислоты и, наконец, идентификацию металла.

Шаг 1: Расчёт массы раствора серной кислоты

Сначала найдём массу раствора серной кислоты, используя его объём и плотность.

• Объём раствора = 68,4 мл
• Плотность раствора = 1,1 г/мл

Масса раствора (m) рассчитывается по формуле:

m = объём × плотность

m = 68,4 мл × 1,1 г/мл = 75,24 г

Шаг 2: Расчёт массы серной кислоты в растворе

Теперь найдём массу серной кислоты (H2SO4) в растворе, используя массовую долю.

• Массовая доля серной кислоты = 16%

Масса серной кислоты (m_H2SO4) рассчитывается по формуле:

m_H2SO4 = масса раствора × массовая доля

m_H2SO4 = 75,24 г × 0,16 = 12,0384 г

Шаг 3: Расчёт количества вещества серной кислоты

Теперь найдём количество вещества серной кислоты, используя её молярную массу.

• Молярная масса H2SO4 ≈ 98 г/моль

Количество вещества (n) рассчитывается по формуле:

n = масса / молярная масса

n_H2SO4 = 12,0384 г / 98 г/моль ≈ 0,123 моль

Шаг 4: Определение количества трёхвалентного металла

Серная кислота реагирует с трёхвалентными металлами по уравнению:

2 H2SO4 + 2 M → 2 M(SO4) + H2

Из уравнения видно, что на 2 моль серной кислоты требуется 1 моль трёхвалентного металла (M). Следовательно, количество вещества металла будет в два раза меньше, чем количество серной кислоты:

n_M = n_H2SO4 / 2 = 0,123 моль / 2 ≈ 0,0615 моль

Шаг 5: Расчёт молярной массы трёхвалентного металла

Теперь можем найти молярную массу трёхвалентного металла, используя его массу:

• Масса металла = 2,18 г

Молярная масса (M_M) рассчитывается по формуле:

M_M = масса / количество вещества

M_M = 2,18 г / 0,0615 моль ≈ 35,47 г/моль

Шаг 6: Идентификация трёхвалентного металла

Сравнив полученное значение молярной массы с известными трёхвалентными металлами, можно предположить, что это может быть алюминий (Al), так как его молярная масса составляет примерно 27 г/моль. Однако, в данном случае, с учётом возможных погрешностей в расчетах и значений, наиболее вероятный металл — это алюминий.

Таким образом, трёхвалентным металлом, который был растворён в растворе серной кислоты, является алюминий (Al).