Дано:
- увеличение массы пластинки (m_increase) = 0,90 г
- масса сульфата неизвестного металла (m_MSO4) = 15,1 г
Найти:
неизвестный двухвалентный металл (M_M).
Решение:
1. Рассчитаем количество молей сульфата неизвестного металла (MSO4). Для этого необходимо знать молярную массу сульфата неизвестного металла:
M_MSO4 = M_M + M_S + M_O4,
где
M_S = 32,07 г/моль (молярная масса серы),
M_O4 = 4 * 16,00 г/моль = 64,00 г/моль (молярная масса кислорода).
2. Общая формула для молярной массы сульфата будет:
M_MSO4 = M_M + 32,07 + 64,00 = M_M + 96,07 г/моль.
3. Рассчитаем количество молей сульфата неизвестного металла:
n_MSO4 = m_MSO4 / M_MSO4 = 15,1 г / (M_M + 96,07).
4. Из условия известно, что увеличение массы пластинки равно массе двухвалентного металла, который прореагировал:
m_M = 0,90 г.
5. Количество молей неизвестного металла будет равно количеству молей сульфата:
n_M = n_MSO4.
6. Учитывая, что у двухвалентного металла 1 моль металла реагирует с 1 моль сульфата, мы можем записать:
n_M = m_M / M_M.
7. Теперь мы можем приравнять количество молей:
m_M / M_M = 15,1 г / (M_M + 96,07).
8. Подставим значение m_M:
0,90 г / M_M = 15,1 г / (M_M + 96,07).
9. Умножим обе стороны на M_M * (M_M + 96,07):
0,90 * (M_M + 96,07) = 15,1 * M_M.
10. Раскроем скобки и соберем все члены уравнения:
0,90 * M_M + 86,463 = 15,1 * M_M.
11. Переносим все члены к одной стороне:
15,1 * M_M - 0,90 * M_M = 86,463,
14,2 * M_M = 86,463.
12. Найдем M_M:
M_M = 86,463 / 14,2 ≈ 6,09 г/моль.
13. Находим ближайший известный двухвалентный металл с такой молярной массой. Это может быть магний (Mg) с молярной массой примерно 24,31 г/моль, но так как рассчитанная масса значительно ниже, нужно искать другой металл.
14. При пересмотре расчетов можно отметить, что результат говорит о том, что возможно мы имеем дело с кальцием (Ca), поскольку его молярная масса 40,08 г/моль приводит к вероятному соответствию в реакции.
Ответ:
Неизвестный металл – магний (Mg).