2023-03-30
Для восстановления 3,2 г оксида металла требуется 1,344 л водорода. При растворении полученного металла в избытке соляной кислоты выделяется 0,896 л водорода. Определите, какой это металл. Напишите уравнения всех упомянутых реакций. (Объемы газов измерены при н. у.).
Решение:
Общие уравнения реакций:
$M_{x}O_{y} + yH_{2} \rightarrow xM + yH_{2}O$,
$M + nHCl \rightarrow \frac{n}{2}H_{2} + MCl_{n}$
По условию $y \neq \frac{n}{2}$, т. е. степени окисления в оксиде и хлориде не одинаковы. Соотношение объемов водорода равно $\frac{1,344}{0,898} = \frac{3}{2}$.
Отсюда металл в оксиде имеет валентность 3, а при растворении в кислоте отдает 2 электрона (соотношение валентностей $\frac{6}{4}$ маловероятно, но решателю предлагается это проверить самостоятельно). Уравнение реакции:
$M_{2}O_{3} + 3H_{2} = 2M + 3H_{2}O$
Было $\frac{1,344}{22,4} = 0,06 моль$ водорода, восстановившего 0,02 моль оксида молярной массы $\frac{3,2}{0,02} = 160 г/моль$. Решаем уравнение $2A(M) + 316 = 160$, откуда $A(M) = 56$. Искомый металл - железо.
$Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}$.