Помогите с решением на восстановление оксида


Задача 5

При восстановлении 100 г оксида металла алюминием при 1200°С образуется 53,57 г металла. Выход количественный. Определите металл.

Проблема в том что есть задача, есть ответ, но нет решения на задачу. При этом даже зная ответ, я не смог решить. Я пытался решить через эквиваленты, потом через подстановку валентности металла, а потом через систему. Все попытки закончились провалом(

4 симпатии

Ответ какой?

  1. При восстановлении 100 г оксида металла алюминием при 1200°С образуется 53,57 г металла. Выход количественный. Определите металл.
1 симпатия

CaO , при этом не весь оксид восстанавливается

Давай начнем решение задачи, предполагая что восстановление происходит следующим образом:

\ce{3MO_{x} + 2xAl = 3M + xAl2O3}

Поскольку количества молей неизвестного оксида и металла равны друг-другу, да и к тому же, выход количественный, соотношение молярных масс оксида и металла равно соотношению их масс:

\frac{100}{53.57} = \frac{M + 16x}{M}; \ M = 18.46x

Подбирая разные значения x = 0.5, 1, 1.333, 1.5 ..., можно придти к выводу о том, что ни один вариант не выглядит правдоподобным. Следовательно, написанная нами реакция неправильная.

И здесь можно задаться вопросом: а что тогда могло произойти? В голову приходит мысль о том, что в ходе восстановления, металл в составе оксида был распределен и в какое-то другое соединение. Другими словами, в продуктах помимо самого металла присутствует какое-то соединение, содержащее этот металл. И вот тут можно предположить образование алюмината металла (\ce{AlO2-}) В таком случае,предположим протекание следующего восстановления:

\ce{2M2O_{x} +xAl = 3M + M(AlO2)_{x}}

Составляем уравнение:

\frac{100}{53.57} = \frac{2}{3} \cdot \frac{2M + 16x}{M}; \ M = 20x

Подбирая разные варианты, приходим к выводу о том, что x = 2, \ce{M = Ca}

Отмечу, что в начале я принял, что формула оксида - \ce{MO_{x}} потому что так будет удобнее перебирать всякое страшилище. Однако, после я принял, что формула оксида - \ce{M2O_{x}}, потому что в данном случае удобно работать со степенью окисления (имхо). Но можно решать и так, и так.

9 симпатий