Чему равен при н.у. эквивалентный объем кислорода? На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 дм³ кислорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента, молярную массу и атомную массу этого металла. Если можно, с пояснением.

Для решения задачи будем использовать несколько принципов химии, связанных с реакциями окисления и вычислениями эквивалентных объемов и масс.

1. Определение эквивалентного объема кислорода.

   По условию задачи на сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 дм³ кислорода при нормальных условиях. Сначала определим, что такое эквивалентный объем кислорода. Это количество кислорода, которое участвует в реакции с определенным эквивалентом вещества. Для металлического вещества двухвалентного, которое окисляется, эквивалентный объем кислорода соответствует половине молекулярного объема кислорода, необходимого для полной реакции.

2. Реакция с кислородом.

   Пусть металл обозначен как $M$. На сжигание двухвалентного металла в кислороде происходит следующая реакция:

   $$M + O_2 \rightarrow M O$$

   Каждый моль металла $M$ реагирует с одним молем кислорода $O_2$. Следовательно, на 1 моль металла требуется 1 моль кислорода.

3. Рассчитаем эквивалентную массу металла.

   Молекулярная масса кислорода $M_{O_2} = 32$ г/моль. При нормальных условиях 1 моль кислорода занимает 22,4 литра или 22,4 дм³.

   Таким образом, если 0,69 дм³ кислорода сгорает с 1,5 г металла, то число молей кислорода в 0,69 дм³ можно найти по формуле:

   $$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{22,4} = \frac{0,69}{22,4} = 0,0308 \, \text{моль}$$

   Это означает, что для сжигания 1,5 г металла требуется 0,0308 моль кислорода.

4. Рассчитаем молекулярную массу металла.

   Известно, что на 1,5 г металла расходуется 0,0308 моль кислорода. Теперь найдем молекулярную массу металла. Так как металл двухвалентный (входит в состав соединения как $M^{2+}$), эквивалентная масса металла будет равна молекулярной массе металла, делённой на 2.

   Таким образом, эквивалентная масса металла $M_{\text{экв.}}$ и масса металла $m_{\text{мет}} = 1,5 \, \text{г}$:

   $$M_{\text{экв.}} = \frac{m_{\text{мет}}}{n(O_2)} = \frac{1,5}{0,0308} = 48,7 \, \text{г/моль}$$

   Это эквивалентная масса металла. Поскольку металл двухвалентный, молекулярная масса металла будет в два раза больше эквивалентной массы:

   $$M_{\text{мет}} = 2 \times M_{\text{экв.}} = 2 \times 48,7 = 97,4 \, \text{г/моль}$$

5. Нахождение атомной массы металла.

   Поскольку молекулярная масса металла уже определена, атомная масса металла совпадает с молекулярной, если металл образует молекулы одного атома, то есть:

   $$M_{\text{атом}} = 97,4 \, \text{г/моль}$$

   Это и есть атомная масса металла.

Итак, в результате расчётов:

• Эквивалентный объём кислорода: 0,69 дм³.

• Молярная масса эквивалента металла: 48,7 г/моль.

• Молярная масса металла: 97,4 г/моль.

• Атомная масса металла: 97,4 г/моль.