Твердое кристаллическое соединение, состоящее из одновалентного металла и одновалентного неметалла, энергично реагирует с водой и водными растворами кислот с выделением водорода. при взаимодействии с водой 2,4г этого вещества выделяется 2630 мл водорода (измерено 37с и 98 кпа), раствор приобретает щелочную реакцию. определите состав вещества и напишите уравнения его реакций с водой, соляной кислотой и хлором.
1. Расчет молярной массы вещества:
Молярная масса вещества можно найти, используя данные о массе и количестве выделенного водорода. Зная, что 2,4 г вещества выделили 2630 мл водорода при 37 °C и 98 кПа, нужно перевести данные о газе в условия стандартной температуры и давления (0 °C и 101,3 кПа) и использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти количество вещества в молях.
Для перевода условий газа используем формулу:
n₁V₁/T₁P₁ = n₂V₂/T₂P₂,
где n₁ - количество вещества в молях, V₁ - объем вода в литрах, T₁ - температура воды в кельвинах, P₁ - давление воды в Па, n₂ - количество вещества в молях, V₂ - объем водорода в литрах, T₂ - стандартная температура (273,15 К), P₂ - стандартное давление (101325 Па).
Подставим известные значения в формулу:
n₁ * 0,00263 / (37+273) * 98000 = n₂ * 0,263 /(273,15) * 101325
Рассчитываем количество вещества в молях:
n₂ = (n₁ * 0,00263 * 101325 * (37+273))/(0,263 *98000 * 273,15)
n₂ ≈ 0,04 моль
Зная количество вещества в молях и массу вещества, можем вычислить молярную массу:
n₁ = m/M₁, где m - масса вещества, M₁ - молярная масса вещества.
0,04 = 2,4 / M₁
M₁ = 2,4 / 0,04
M₁ = 60 г/моль
Таким образом, молярная масса вещества составляет 60 г/моль.
2. Определение состава вещества:
В задании сказано, что вещество состоит из одновалентного металла (пусть это будет металл М) и одновалентного неметалла (пусть это будет неметалл Н). Так как оба элемента вещества одновалентны, М должен быть из группы щелочных металлов, а Н из группы галогенов.
Таким образом, вещество МН, где М - металл из группы щелочных металлов, а Н - неметалл из группы галогенов.
3. Уравнения реакций:
a) Реакция с водой:
МН + H₂О -> МОН + Н₂
b) Реакция с соляной кислотой:
МН + НСl -> МСl + Н₂
c) Реакция с хлором:
МН + Сl₂ -> МСl + Н₂
Таким образом, исходя из предоставленных данных, вещество состоит из металла М и неметалла Н и имеет химическую формулу МН.