Определить металл

Предмет: Химия
Раздел: Стехиометрия

Давайте решим задачу подробно.

Условие задачи:

1. При сгорании 48 г неизвестного сульфида металла ( M_xS_y ) выделяется газ, который может обеспечить раствор, содержащий 80 г брома.
2. Нужно определить металл ( M ).

Решение:

1. Составление уравнения реакции: При сгорании сульфида металла выделяется сернистый газ ( SO_2 ). Реакция сгорания сульфида металла выглядит так: [ M_xS_y + O_2 \rightarrow M_xO_y + SO_2 ]

   Далее, ( SO_2 ) реагирует с бромной водой, вступая в реакцию: [ SO_2 + Br_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 2HBr ]

   Из уравнения видно, что 1 моль ( SO_2 ) взаимодействует с 1 молью ( Br_2 ).

2. Молярная масса брома: Молярная масса ( Br_2 ) равна: [ M(Br_2) = 2 \cdot M(Br) = 2 \cdot 79.9 = 159.8 \, \text{г/моль}. ]

   Масса брома дана в задаче: 80 г. Найдем количество вещества ( Br_2 ): [ n(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{80}{159.8} \approx 0.5 \, \text{моль}. ]

3. Количество вещества ( SO_2 ): По стехиометрии реакции видно, что 1 моль ( SO_2 ) взаимодействует с 1 молью ( Br_2 ). Следовательно, количество вещества ( SO_2 ) также равно: [ n(SO_2) = 0.5 \, \text{моль}. ]

4. Молярная масса ( SO_2 ): Молярная масса ( SO_2 ) равна: [ M(SO_2) = M(S) + 2 \cdot M(O) = 32.1 + 2 \cdot 16 = 64.1 \, \text{г/моль}. ]

   Найдем массу ( SO_2 ), выделившегося при сгорании сульфида: [ m(SO_2) = n(SO_2) \cdot M(SO_2) = 0.5 \cdot 64.1 = 32.05 \, \text{г}. ]

5. Масса серы в ( SO_2 ): В молекуле ( SO_2 ) вся масса серы приходится на атом серы. Следовательно, масса серы в выделившемся ( SO_2 ) равна: [ m(S) = n(SO_2) \cdot M(S) = 0.5 \cdot 32.1 = 16.05 \, \text{г}. ]

6. Масса металла ( M ): Общая масса сульфида металла равна 48 г. Тогда масса металла ( M ) в сульфиде: [ m(M) = m(M_xS_y) - m(S) = 48 - 16.05 = 31.95 \, \text{г}. ]

7. Молярная масса металла ( M ): Пусть количество вещества металла ( M ) равно количеству вещества серы, так как степень окисления металла +2. Тогда количество вещества металла: [ n(M) = n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{16.05}{32.1} = 0.5 \, \text{моль}. ]

   Молярная масса металла: [ M(M) = \frac{m(M)}{n(M)} = \frac{31.95}{0.5} = 63.9 \, \text{г/моль}. ]

8. Определение металла: Молярная масса 63.9 г/моль соответствует меди (( Cu )).

Ответ:

Неизвестным металлом является медь (( Cu )).