Дано:
m(A) = 980 мг = 0,98 г V(H2O) = 200 см³ = 0,2 л V(газа) = 616,3 см³ = 0,6163 л T = 20,0 °C = 293 К P = 96,6 кПа = 96600 Па
Найти:
Формула вещества А.
Решение:
Раствор, приобретающий малиновую окраску при добавлении фенолфталеина, щелочной, то есть вещество А реагирует с водой с образованием щелочи.
Определим количество вещества газа: n(газа) = (P * V(газа)) / (R * T) = (96600 Па * 0,6163 л) / (8,31 Дж/(моль*К) * 293 К) = 2,5 * 10⁻² моль.
Поскольку вещество А хранят в условиях, исключающих контакт с воздухом, газ, скорее всего, образуется при реакции А с водой.
Из условия следует, что вещество А является металлом, так как при его взаимодействии с водой образуется щелочь и выделяется водород: 2Me + 2nH2O → 2Me(OH)n + nH2
Определим количество вещества металла, исходя из количества вещества водорода: n(Me) = 2 * n(H2) = 2 * 2,5 * 10⁻² моль = 5 * 10⁻² моль.
Найдем молярную массу металла: M(Me) = m(A) / n(Me) = 0,98 г / 5 * 10⁻² моль = 19,6 г/моль.
Молярная масса металла близка к молярной массе калия (K) - 39,1 г/моль.
Следовательно, вещество А - калий (K).
Изменится ли решение задачи, если вместо 200 см3 в условии задачи будет 20 см3 или 2000 см3 дистиллированной воды?
Решение задачи не изменится, так как количество вещества водорода, выделяющегося при реакции калия с водой, зависит от количества вещества калия, а не от количества воды.
При уменьшении объема воды реакция будет протекать медленнее, так как скорость реакции будет ограничена количеством воды.
При увеличении объема воды, скорость реакции будет выше, но количество образовавшегося водорода не изменится, так как количество вещества калия остается неизменным.
Ответ:
Формула вещества А - K. Решение задачи не изменится, так как количество образовавшегося водорода не зависит от объема воды.