Какой металл находится в 75,2 г щелочного металлического карбоната, который полностью растворяется в растворе соляной кислоты, выделяя 9,0 литров газа при давлении 166,2 кПа и температуре 27°C?

Химия Колледж Тематика: Реакции щелочных металлов с кислотами металл в карбонате щелочной металл растворение в соляной кислоте выделение газа химия 12 класс давление и температура газа Новый

Чтобы определить, какой металл находится в 75,2 г щелочного металлического карбоната, который реагирует с соляной кислотой, давайте пройдем через несколько шагов.

Шаг 1: Определение объема газа

Сначала нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа для определения количества вещества газа, выделяющегося в реакции. Уравнение состояния идеального газа выглядит так:

PV = nRT

где:

• P - давление (в паскалях),
• V - объем (в кубических метрах),
• n - количество вещества (в молях),
• R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
• T - температура (в кельвинах).

Сначала преобразуем данные:

• Давление: 166,2 кПа = 166200 Па,
• Объем: 9,0 литров = 0,009 м³,
• Температура: 27°C = 27 + 273 = 300 K.

Шаг 2: Подставляем значения в уравнение

Теперь подставим значения в уравнение:

166200 * 0,009 = n * 8,314 * 300

Решим это уравнение для n:

n = (166200 * 0,009) / (8,314 * 300)

n ≈ 0,059 моль газа.

Шаг 3: Определение карбоната

При реакции щелочного металлического карбоната с соляной кислотой выделяется углекислый газ (CO2). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Me2CO3 + 2HCl → 2MeCl + CO2 + H2O

Где Me - металл. Из этого уравнения видно, что 1 моль карбоната дает 1 моль углекислого газа. Следовательно, у нас 0,059 моль карбоната.

Шаг 4: Молярная масса карбоната

Теперь найдем молярную массу карбоната. Мы знаем, что:

Масса карбоната = количество вещества * молярная масса

75,2 г = 0,059 моль * M (молярная масса карбоната)

Отсюда:

M = 75,2 г / 0,059 моль ≈ 1272 г/моль.

Шаг 5: Определение металла

Молярная масса щелочных карбонатов (M2CO3) может быть представлена как:

M = 2 * M(Me) + 12 + 3 * 16

где 12 - масса углерода, а 3 * 16 - масса трех атомов кислорода.

Таким образом:

1272 = 2 * M(Me) + 60.

Решим это уравнение:

2 * M(Me) = 1272 - 60 = 1212

M(Me) = 1212 / 2 = 606 г/моль.

Шаг 6: Определение металла

Сравнив с таблицей периодических элементов, мы можем увидеть, что 606 г/моль соответствует натрию (Na) в карбонате натрия (Na2CO3).

Ответ: Металл в данном карбонате - натрий (Na).