Дано:
- Масса раствора хлорида неизвестного металла (М) = 257,4 г.
- Увеличение массы металла = 5,4 г.
- Массовая доля хлорида марганца (II) в растворе после реакции = 30%.
Найти: неизвестный металл (М).
Решение:
1. Рассчитаем массу хлорида марганца (MnCl2) в растворе после реакции:
м(MnCl2) = 30% от (257,4 г) = 0,30 × 257,4 г = 77,22 г.
2. Найдем количество молей хлорида марганца:
Молярная масса MnCl2 = 54,94 (Mn) + 2 × 35,45 (Cl) = 125,84 г/моль.
n(MnCl2) = м(MnCl2) / M(MnCl2) = 77,22 г / 125,84 г/моль ≈ 0,613 моль.
3. По уравнению реакции между марганцем и хлоридом металла М:
Mn + 2MCl → M2 + MnCl2.
Согласно уравнению, 1 моль марганца реагирует с 2 моль хлорида металла М. Следовательно, количество молей металла М будет:
n(M) = 2 × n(Mn) = 2 × 0,613 моль ≈ 1,226 моль.
4. Найдем массу присутствовавшего в реакции металла:
м(M) = m(M) = 5,4 г.
5. Найдем молярную массу металла М:
M(M) = м(M) / n(M) = 5,4 г / 1,226 моль ≈ 4,40 г/моль.
6. Учитывая, что металл М проявляет степень окисления +2, реальная молярная масса металла М должна быть больше 4,40 г/моль. Наиболее вероятные кандидаты включают такие металлы, как кальций, стронций и барий.
7. Определим подходящий металл.
Давайте рассмотрим степени окисления; наименьшая молярная масса металла с +2 степенью окисления, подходящая под нашу ситуацию — это кальций, который имеет молярную массу около 40,08 г/моль.
Ответ:
Неизвестный металл (М) — кальций (Ca).