Uma amostra 2.000 g de um metal desconhecido, # M #, foi completamente queimada em excesso # O_2 # para produzir .02224 mol do óxido da medalha, # M_2O_3 #. O que é o metal?

Responda:

Escândio.

Explicação:

A idéia aqui é que você precisa escrever uma equação química balanceada para esta reação. Se você pegar #"M"# ser o metal e #"M"_2"O"_3# para ser o óxido de metal, você pode dizer que

#color(red)(4)"M"_text((s]) + 3"O"_text(2(g]) -> color(purple)(2)"M"_2"O"_text(3(s])#

Observe que você tem um #color(red)(4):color(purple)(2)# proporção molar entre o metal e o óxido. Isso diz que a reação será sempre consumir o dobro de moles de metal que o número de moles de óxido produzido.

Então, você sabe que a reação produzida #0.02224# moles de óxido metálico. Isso significa que ele deve ter consumido

#0.02224 color(red)(cancel(color(black)("moles M"_2"O"_3))) * (color(red)(4)" moles M")/(color(purple)(2)color(red)(cancel(color(black)("moles M"_2"O"_3)))) = "0.04448 moles M"#

Agora, uma substância é massa molar diz a massa de uma toupeira dessa substância. No seu caso, você sabe que #0.04448# moles têm uma massa de #"2.000 g"#, O que significa que uma toupeira terá uma massa de

#1 color(red)(cancel(color(black)("mole M"))) * "2.000 g"/(0.04448color(red)(cancel(color(black)("moles M")))) = "44.964 g"#

O massa molar do metal será assim

#M_M = color(green)("44.96 g") -># rounded to four sig figs.

Uma rápida olhada a tabela periódica mostrará que a matemática mais próxima desse valor é a massa molar de escândio, #"Sc"#, que tem uma massa molar de #"44.9559 g/mol"#.

O composto é chamado óxido de escândio (III), #"Sc"_2"O"_3#e apresenta escândio em sua #3+# Estado de oxidação.

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