Дано: масса металла - 19,2 г, объем газа - 4,48 дм³, содержание азота и кислорода в газе - 46,67% и 53,33% соответственно, плотность газа по воздуху - 15.
Найти: определить металл.
Решение с расчетом:
Начнем с расчета молярной массы газа в г/моль:
Молярная масса азота (N₂) = 14,01 г/моль
Молярная масса кислорода (O₂) = 16 г/моль
Молярная масса воздуха = 28,97 г/моль (плотность воздуха = 1)
Молярная масса газа = 14,01 * 0,4667 + 16 * 0,5333 = 14,67 г/моль.
Рассчитаем количество вещества (моль) газа по формуле n = V / Vₘ, где V - объем газа, Vₘ - молярный объем при стандартных условиях (22,4 л/моль или 22,4 дм³/моль):
n = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль.
Из уравнения реакции следует, что на каждый моль газа приходится один моль азота (N₂) и один моль кислорода (O₂). Таким образом, в 0,2 моль газа содержится 0,09334 моль азота и 0,10666 моль кислорода.
Рассчитаем массу азота и кислорода в газе:
Масса азота = 0,09334 * 14,01 = 1,31 г
Масса кислорода = 0,10666 * 16 = 1,71 г
Итак, масса газа с учетом азота и кислорода составляет 3,02 г.
Определим массу металла, прореагировавшего с кислородом:
Масса металла - масса газа = 19,2 - 3,02 = 16,18 г
Теперь найдем эквивалентную массу металла с учетом этих данных:
Масса металла / молярная масса металла = n
(16,18 г) / x г/моль = 0,2 моль
Решив это уравнение, получим:
x = (16,18 г) / (0,2 моль) = 80,9 г/моль
Ответ: Металл, образующий соль и выделяющий газ с данными характеристиками - стронций (Sr).