Дано:
- Масса металла = 4 г.
- Масса полученного нитрида = 4.93 г.
- Степень окисления металла = +2.
Найти:
- Какой металл был взят.
Решение:
1. Предположим, что металл обозначим как M. Нитрид металла будет иметь формулу M3N2, так как при степени окисления +2 он образует нитрид с азотом в пропорции 3:2.
2. Найдем массу атомов азота в нитриде. Если M3N2, то на одну формулу нитрида приходится 3 атома M и 2 атома N.
Молярная масса азота (N) = 14 г/моль.
Следовательно, масса двух атомов азота:
Масса N в M3N2 = 2 * 14 = 28 г.
3. Теперь составим уравнение для нахождения массы металла:
Масса M3N2 = Масса M + Масса N
Или:
4.93 г = Масса M + 28 г
5. Подставляем массу M:
4.93 г = 4 г + 28 г
6. Так как в нашем уравнении масса, найденная из калькуляций, должна быть равна массе металлического компонента, решаем его:
Масса M = 4.93 г - 28 г = 4.93 г - 28 г = 4 г.
7. Теперь найдем количество молей N в нитриде:
Количество N = 4.93 г / 28 г/моль ≈ 0.175 моль.
8. По уравнению M3N2, для получения 0.175 моль N нужно:
Количество M = (3 / 2) * 0.175 моль = 0.2625 моль.
9. Найдем молярную массу металла:
Масса M = 4 г, следовательно,
Молярная масса M = Масса M / Количество M = 4 г / 0.2625 моль ≈ 15.2 г/моль.
10. В таблице периодических элементов ближайшими к этой массе являются магний (Mg, 24.3 г/моль) и другие элементы.
При этом находим подходящий металл, который может проявлять степень окисления +2 и имеет молярную массу около 15.2 г/моль – это может быть цинк (Zn) или другой металл.
Ответ:
Металл, скорее всего, является магнием (Mg), так как он проявляет степень окисления +2 и достаточно близок по массе.