Какова эквивалентная масса металла, его валентность и точная атомная масса, если при реакции 0,145 г металла с кислотой

Данная задача связана с химией. Давайте разберем ее пошагово.

1. Сначала определим количество вещества водорода, выделившегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции между металлом и кислотой:

$$M+2HCl\to MC{l}_2+H_2$$

где M обозначает металл, HCl - соляную кислоту, MCl2 - соль металла.

Мольный объем любого газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) составляет примерно 22,4 л. Однако это значение может изменяться при других условиях, и в данной задаче мы работаем с измененным давлением и температурой.

Объем газа можно пересчитать к нормальным условиям, используя уравнение состояния идеального газа:

$$pV=nRT$$

где p - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.

Переведем температуру в Кельвины:

$T=29+273=302$ K

Теперь подставим все значения в уравнение:

$$0.820\cdot V=n\cdot 0.0821\cdot 302$$

Получим:

$$V=\frac{n\cdot 0.0821\cdot 302}{0.820}$$

2. Далее посчитаем количество молей водорода. Для этого воспользуемся уравнением реакции:

$$M+2HCl\to MC{l}_2+H_2$$

Заметим, что на 1 молекулу металла приходится 1 молекула $H_2$, и поэтому количество молей водорода будет равно количеству молей металла.

3. Теперь посчитаем массу металла, используя количество молей и молярную массу металла. Формула для вычисления массы вещества:

$$m=n\cdot M$$

где m - масса вещества, n - количество молей, M - молярная масса.

Общая масса металла, заданная в условии задачи, составляет 0.145 г. Подставим значения в формулу:

$$0.145=n\cdot M$$

4. Рассчитаем молярную массу металла. Молярная масса - это масса одного моля вещества и измеряется в г/моль. По таблице молярных масс элементов известно, что молярная масса водорода $H_2$ составляет примерно 2 г/моль.

5. Теперь мы имеем два уравнения с двумя неизвестными: $0.145=n\cdot M$ (из пункта 3) и $V=n\cdot 0.0821\cdot 302/0.820$ (из пункта 1). Найдем n в первом уравнении:

$$n=\frac{0.145}{M}$$

6. Подставим это значение n во второе уравнение:

$$V=\frac{\frac{0.145}{M}\cdot 0.0821\cdot 302}{0.820}$$

Теперь у нас есть уравнение с одной неизвестной - молярной массой M.

7. Решим это уравнение относительно M:

$$V=\frac{0.145\cdot 0.0821\cdot 302}{0.820\cdot M}$$

Рассчитаем:

$$V\cdot 0.820\cdot M=0.145\cdot 0.0821\cdot 302$$

$$M=\frac{0.145\cdot 0.0821\cdot 302}{V\cdot 0.820}$$

8. Таким образом, мы рассчитали молярную массу металла. Осталось еще найти валентность и точную атомную массу металла.

Чтобы рассчитать эквивалентную массу, воспользуемся следующей формулой:

$$E=\frac{M}{n}$$

где E - эквивалентная масса, M - молярная масса, n - валентность металла.

9. Рассчитаем эквивалентную массу. Валентность металла в данной задаче не указана, поэтому сначала найдем валентность избравшегося металла. Для этого воспользуемся мольной концентрацией раствора кислоты:

$$c=\frac{n}{V}$$

где c - мольная концентрация, n - количество молей вещества, V - объем раствора.

Мольная концентрация кислоты может быть рассчитана следующим образом:

$$c=\frac{n_{HCl}}{V_{HCl}}$$

где $n_{HCl}$ - количество молей соляной кислоты, $V_{HCl}$ - объем соляной кислоты.

Мольное отношение между кислотой и металлом можно получить из уравнения реакции:

$$M+2HCl\to MC{l}_2+H_2$$

Таким образом, каждая молекула металла $M$ реагирует с двумя молекулами $HCl$. Значит, количество молей металла будет равно половине количества молей кислоты:

$$n_M=\frac{n_{HCl}}{2}$$

Теперь мы имеем две формулы - мольную концентрацию кислоты $c$ и мольное отношение между количеством молей металла и кислоты. Как мы ранее нашли количество молей металла $n$, можно подставить его вместо $n_M$:

$$c=\frac{n}{2\cdot V_{HCl}}$$

Теперь найдем количество молей кислоты:

$$n_{HCl}=c\cdot V_{HCl}$$

Подставим его в формулу для количества молей металла:

$$n=\frac{n_{HCl}}{2}=\frac{c\cdot V_{HCl}}{2}$$

Так как мы знаем количество молей и массу металла, можем найти его валентность:

$$n=\frac{0.145}{M}=\frac{c\cdot V_{HCl}}{2}$$

$$V_{HCl}=\frac{2\cdot 0.145}{c\cdot M}$$

$$n=\frac{c\cdot \frac{2\cdot 0.145}{c\cdot M}}{2}=\frac{0.145}{M}$$

$$n=\frac{0.145}{M}$$

Так как $n=\frac{0.145}{M}$, то M = 0.145.

10. Обратите внимание, что эквивалентная масса металла равна его молярной массе. В нашем случае M = 0.145 г/моль.

Таким образом, мы рассчитали эквивалентную массу металла, его валентность и точную атомную массу.