При взаимодействии с водой 27,4 двухвалентного металла выделяется 4480 см3 газа. К полученному раствору, масса которого 800 г, добавили 200 г 10%-ного раствора сульфата натрия, при этом образовался осадок.

1. Какой металл упоминается в этой задаче?
2. Какова масса образовавшегося осадка?
3. Каковы массовые доли веществ (%) в итоговом растворе?

Химия 11 класс Реакции металлов с водой и осаждение солей двухвалентный металл взаимодействие с водой газ раствор сульфат натрия осадок массовая доля веществ химическая реакция Новый

Для решения задачи начнем с первого этапа: определим, какой металл взаимодействует с водой и выделяет газ. Из условия задачи известно, что 27,4 г двухвалентного металла реагирует с водой, выделяя 4480 см³ газа. Газом, образующимся при реакции двухвалентного металла с водой, является водород (H2).

Уравнение реакции двухвалентного металла (обозначим его как М) с водой выглядит следующим образом:

• М + 2H2O → М(OH)2 + H2↑

Теперь найдем молекулярную массу водорода для определения количества молей, выделившихся в результате реакции:

• 1 моль H2 = 22,4 л (или 22400 см³) при нормальных условиях.

Следовательно, 4480 см³ водорода соответствует:

• 4480 см³ / 22400 см³/моль = 0,2 моль H2.

Так как в уравнении реакции 1 моль металла дает 1 моль водорода, то мы имеем:

• 0,2 моль М.

Теперь найдем массу металла:

• Масса = n * M, где n - количество моль, M - молярная масса.
• 27,4 г = 0,2 моль * M.

Отсюда находим молярную массу металла:

• M = 27,4 г / 0,2 моль = 137 г/моль.

Металлы с такой молярной массой - это магний (Mg) или барий (Ba). Однако, учитывая, что барий более реакционноспособен, мы можем предположить, что речь идет о барии.

Теперь перейдем ко второму этапу: найдем массу образовавшегося осадка. К раствору, полученному после реакции, добавили 200 г 10%-ного раствора сульфата натрия (Na2SO4).

Сначала найдем массу Na2SO4 в 200 г 10%-ного раствора:

• Масса Na2SO4 = 200 г * 10% = 20 г.

Сульфат натрия будет реагировать с барием, образуя сульфат бария (BaSO4), который является осадком:

• Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaOH.

Теперь определим, сколько моль Na2SO4 в 20 г:

• Молярная масса Na2SO4 = 2*23 + 32 + 4*16 = 142 г/моль.
• Количество моль Na2SO4 = 20 г / 142 г/моль ≈ 0,141 моль.

Теперь найдем, сколько моль BaSO4 образуется. Поскольку на одну молекулу Na2SO4 реагирует одна молекула Ba(OH)2, то образуется 0,141 моль BaSO4.

Теперь найдем массу образовавшегося осадка BaSO4:

• Молярная масса BaSO4 = 137 + 32 + 4*16 = 233 г/моль.
• Масса BaSO4 = 0,141 моль * 233 г/моль ≈ 32,8 г.

Теперь перейдем к третьему этапу: найдем массовые доли веществ в итоговом растворе. Сначала найдем общую массу раствора:

• Масса исходного раствора = 800 г.
• Масса добавленного раствора = 200 г.
• Общая масса раствора = 800 г + 200 г - 32,8 г (масса осадка) = 967,2 г.

Теперь найдем массовые доли каждого вещества:

• Массовая доля BaSO4 = (32,8 г / 967,2 г) * 100% ≈ 3,39%.
• Массовая доля Na2SO4 = (20 г / 967,2 г) * 100% ≈ 2,07%.
• Массовая доля NaOH = (масса NaOH) / 967,2 г. (Находим массу NaOH, которая образовалась в реакции: 0,141 моль * 40 г/моль = 5,64 г.)
• Массовая доля NaOH = (5,64 г / 967,2 г) * 100% ≈ 0,58%.
• Массовая доля воды = (967,2 г - 32,8 г - 20 г - 5,64 г) / 967,2 г * 100% ≈ 93,96%.

В итоге, мы получили следующие результаты:

• Металл: барий (Ba).
• Масса осадка: 32,8 г.
• Массовые доли веществ в итоговом растворе:
• BaSO4: 3,39%
• Na2SO4: 2,07%
• NaOH: 0,58%
• Вода: 93,96%