Алгоритми розв’зання задач на визначення хімічного елемента  до теми : Періодична система хімічних елементів   

 Задача 1 

      Відношення молярних мас гідроксиду і карбонату двовалентного металу  складає 1:1,28.   Визначити формули відповідних сполук.

     Дано :

            

_______________                                        

     Me(ОН)₂ - ?                             Розв’язання :

      Me С0₃ - ?

 

      Загальна формула гідроксиду двовалентного металу - Me(ОН)₂,  а формула карбонату двовалентного металу -  Me С0₃

За  умовою задачі відношення молярних мас сполук :     

Приймаємо , що  Ar (Me)=x.

Молярна маса гідроксиду  двовалентного металу M (Me(ОН)₂)= x + 34 ,                      а  молярна маса карбонату двовалентного металу    M (Me С0₃)= x+60.

Складаємо рівняння за відношенням молярних мас :

 

x+60 =1,28x+43,52 x = 58,9

Ar(Co)=58,9,  Це Кобальт

Відповідь : формула гідроксиду – Co(ОН)₂; Карбонату- Co С0₃

 

 

 

 

Задача 2 

При повному згоранні суміші двох двовалентних металів масою 7 г утворилась суміш оксидів масою 9,75, а при взаємодії цієї ж суміші з хлоридною кислотою виділилась 2,24 л газу і нерозчинний осад масою 4,6 г. Визначте метал, що входить до складу суміші.

                                                            

                                                  Розв’язання :     

Дано:

m сум. металів  = 7 г

m сум. оксидів металів = 9,7 г 

V газу = 2,24 л                                    m нероз. осаду = 4,6 г     

                

Метал - ?  

 

   1.  З хлоридною кислотою прореагував один з металів, в результаті реакції виділився водень об’ємом 2,24 л.

𝑀𝑒₁ + 2𝐻𝐶𝑙 =  𝑀𝑒𝐶𝑙₂ + 𝐻₂

n.

n(𝐻₂) = n(𝑀𝑒₁)

Відповідно маса першого металу дорівнює 𝑚_сум– 𝑚_𝑀𝑒1 = 7г – 4,6г = 2,4г

M, що дорівнює атомній масі Магнію.

2𝑀𝑔 + 𝑂₂ = 2𝑀𝑔𝑂, m(MgO) = 40 ^г⁄моль.

𝑚(𝑀𝑔𝑂) = 0,1моль ∙ 40 ^г⁄моль = 4г

  2.   Маса другого металу дорівнює масі нерозчинного осаду 4,6 г, а маса його оксиду дорівнює

𝑚_{сум.оксид} − 𝑚(𝑀𝑔𝑂) = 9,75 − 4 г = 5,75 г

За рівнянням для другого металу 

2𝑀𝑒 + 𝑂₂ = 2𝑀𝑒𝑂

 знаходимо  кількість речовини 𝑛₂(𝑀𝑒) і  𝑛₂(𝑀𝑒𝑂)

                              

 

 

Приймаємо 𝑀₂(𝑀𝑒) = 𝑥

𝑀₂(𝑀𝑒𝑂) = 𝑥 + 16

Складаємо рівняння

 

𝑀(𝐶𝑢) = 64 ^г⁄моль,  другий метал – мідь . 

Відповідь: суміш вихідних металів містила магній і мідь.

 

 

Задача 3 

При взаємодії водневої сполуки одновалентного металу з водою, маса якої 100 г, одержали розчин із масовою часткою розчиненої речовини 2,38%. У результаті взаємодії маса реакційної суміші зменшилась на 0,2 г. Визначте метал і назвіть його водневу сполуку. 

            Дано :

m ( H₂O) = 100 г W(MeOH) = 2,38%

m ( зменш.сум) = 0,2 г

_________________________

(Me), МеН - ?                                                   Розв’язання :

В результаті  взаємодії гідриду металу з водою утворюється гідроксид металу та витискується водень  МеН +𝐻₂О = МеОН+  𝐻₂ . 

Маса водню, що виділився, дорівнює зменшенню реакційної суміші -

0,2 г . Кількість речовини водню: n = 0,1 моль .                                   

За рівнянням реакції  кількості речовин реагентів і продуктів реакції однакові:              n (MeH) = n (MeOH) = n (𝐻₂) = 0,1 моль.

Якщо атомну масу металу прийняти за х, молярна маса гідриду металу дорівнює     х + 1, а молярна маса гідроксиду металу дорівнює х + 17. Відповідно m (MeH) = 0,1 (x + 1), a m (MeOH) = 0,1 (x + 17)

Маса розчину гідроксиду металу:

m_роз (MeOH)= 100 + 0,1(𝑥 + 1) − 0,2

Масова частка   MeOH у розчині  дорівнює 2,38% або 0,0238. 

 Користуючись залежністю 

 

визначаємо атомну масу невідомого металу за рівнянням :

 

Відповідь : Цей метал літій, воднева сполука LiH (літій гідрид).

 

Задача 4.

          Лужний метал масою 2, 221 г прореагував з надлишком брому.             В результаті утворилось 4,297 г броміду. Визначити метал.

Розв’язання 

Складаємо рівняння реакції взаємодії лужного (одновалентного) металу з бромом:

2𝑀𝑒 + 𝐵𝑟₂ = 2𝑀𝑒𝐵𝑟

𝑛(𝑀𝑒) = 𝑛(𝑀𝑒𝐵𝑟) , приймаємо  𝑀(𝑀𝑒) = 𝑥,

n

Складаємо рівняння 

 

4,297x=2,221(x+80)

4,297x-2,221x=177,68 2,076x=177,68 x=85,5   𝐴𝑟(𝑅𝑏) = 85,47

Відповідь: Цей метал рубидій

 

Задача 4.

          Лужний метал масою 2, 221 г прореагував з надлишком брому.             В результаті утворилось 4,297 г броміду. Визначити метал.

Розв’язання 

Складаємо рівняння реакції взаємодії лужного (одновалентного) металу з бромом:

2𝑀𝑒 + 𝐵𝑟₂ = 2𝑀𝑒𝐵𝑟

𝑛(𝑀𝑒) = 𝑛(𝑀𝑒𝐵𝑟) , приймаємо  𝑀(𝑀𝑒) = 𝑥, n

Складаємо рівняння 

 

4,297x=2,221(x+80)

4,297x-2,221x=177,68 2,076x=177,68 x=85,5   𝐴𝑟(𝑅𝑏) = 85,47

Відповідь: Цей метал рубидій

 

       Задача 5.

Дві пластинки, які мають однакові масу і виготовлені з металу, що утворює двозарядні йони, занурили одну в розчин купрум (II) сульфату ,а другу в розчин плюмбум (II) сульфату. Через деякий час маса пластинки, зануреної в розчин купрум (II) сульфату  зменшилась на 3,6% , а маса другої пластинки збільшилась на 6,675%. Зменшення молярної концентрацїі обох розчинів було однаковим. Визначити метал. 

 

Розв'язання

 

Маса пластинки при витисненні ртуті збільшилась на 6,675%. Маса пластинки збільшилась за рахунок різниці атомних мас ртуті і металу , який перейшов у розчин.

Приймаємо атомну масу невідомого металу за х.

 Вираз для різниці атомних мас буде (201 - x), а зменшення маси пластинки при витисненні ртуті  буде відповідно (x - 64)

Маса пластинки в обох випадках однакова, то обидва вирази можна прирівняти :     

 , або       

6,665(x-64) = 3,6 (201-x)

6,665x – 426,56 = 723,6-3,6x

10,265x = 1150,16 x = 112 

Ar (Cd )= 112.

Відповідь: Пластинки виготовлені з кадмію, Аr (Cd) = 112.

 

Задача 6 .

          Під час спалювання 3 г двовалентного металу  утворилось 4,2 г його оксиду. Визначити елемент.

    Дано :

m ( Me ) = 3 г m (MeO) = 4, 2 г ____________________ Me - ?

                                       Розв'язання    

За рівнянням реакції горіння двовалентного металу 

                                               2𝑀𝑒 + 𝑂₂ = 2𝑀𝑒𝑂        

 визначаємо масу кисню

 

           

Відповідь : Це Кальцій.

 

 

 

 

 

 

Задача 7 .

Вищий оксид елемента відповідає формулі 𝐸₂𝑂₅. Сполука елемента з воднем - газ , що містить 17,65% Гідрогену.         Визначити елемент .

Дано :

 𝐸₂𝑂₅

 𝑤(𝐻₂₎ = 17,65%

_______________

Е - ?

                          Розв'язання :

Вищому оксиду 𝐸₂𝑂₅ віповідає воднева сполука складу 𝐸𝐻₃ .

 

Визначаємо масову частку елемента у водневій сполуці:

Место для уравнения.

𝑤(𝐸)= 100% - 17,65% = 82,35% або  0,8235

 

    , приймаємо атомну масу елемента за х .

Складаємо рівняння

 

𝑥 = 0,8235 𝑥 + 2,4705

0,1765 𝑥 = 2,4705

𝑥 = 14

Ar (N) = 14

 

Відповідь : Цей елемент Нітроген 

 

Задача 8 .

        Хімічний елемент утворює з киснем оксид складу EO_{2 ,}  густина парів якого за повітрям 3,62. Визначити елемент.

Дано :

EO2

Dпов (EO₂) = 3,62 

______________________________   E - ?

                                                       Розв’зання

   Визначаємо молярну масу  оксиду(EO₂):

Место для уравнения.

М (EO₂)  =Dпов (EO₂) ∙ 𝐴𝑟 (повітря)=3,62 ∙ 29 г/моль = 105 г/моль Приймаємо Ar (E) за х,  відповідно  Мr (EO₂)  = х + 16 ∙ 2 = 105

                                         х = 73                                      Ar( Ge) = 73

 Відповідь : Цей елемент Германій

 

Задача 9 .

Визначити місце елемента в періодичній системі за наступними даними: сполука з воднем EH2, вищій оксид - тверда кристалічна речовина з молекулярною масою 127.

                                                          

Дано :

Воднева сполука EH2 _{Место для уравнения.}

Вищий оксид EO₃

Mr (EO₃ ) = 127 ___________________

Е -?

                                                    Розв’язання :

         Приймаємо атомну масу елемента за х.

Молекулярна маса оксиду складу   EO3  відповідає математичному рівнянню:       

                          𝑥 + 3∙16 = 127

                           𝑥 + 48 = 127

                           𝑥 =79 

                           Ar (Se)= 79  

Відповідь : Цей елемент Селен, порядковий номер  34, знаходиться в VI групі , головна підгрупа , 4 період .

 

 

Задача 10 .

Метал, що виявляє ступінь окиснення +4 , утворює оксид із масовою часткою оксигену 40% . Який це метал?

Дано:                                                                   Розв’язання 

Ме +4                    1. Метал ,що виявляє ступінь окиснення    +4,   утворює                                     оксид  складу МеО2. 

W(0)=40%             2. Масова частка металу в оксиді w(Me) = 100% - w(0) =                   100%-40%  = 60% або 0,6.

Ме-?

 

3.                 Приймаємо атомну масу металу за х, молярна маса оксиду дорівнює       виразу   𝑥 + 2 ∙ 16

4.                 Складаємо вираз для визначення атомної маси металу:                      Ar (Me) =                        х  

                     або х = 0,6 (х + 32)

                     0,4 х = 19,2                       Х = 48

                      Ar (Ti) = 48

 Відповідь: Цей метал титан.