« CÂU HỎI
Hóa Học · Lớp $10$
$...$ Câu 66. Một hợp chât có công thức $XY_2,$ trong đó X chiêm 50% vê khôi lượng. Trong hạt nhân của X và Y,đều có số proton bằng số neutron. Tổng số proton trong phân tử $XY_2$ là 32. Hợp chất này được sử dụng như,chất trung gian để sản xuất sulfuric acid. Nguyên tố X trong hợp chất trên nằm ở chu kì mấy của bảng tuần,hoàn?

Question

Jull · Accepted Answer

{"userId":5433079,"userName":"Katiee ୨୧"}

Gọi số proton và số neutron của nguyên tố X lần lượt là $Z_{X}$ và $N_{X}$.

Gọi số proton và số neutron của nguyên tố Y lần lượt là $Z_{Y}$ và $N_{Y}$.

Theo đề bài, trong hạt nhân của X và Y đều có số proton bằng số neutron, ta có:

$-$$Z_X = N_X \Rightarrow$ Nguyên tử khối của X là: $A_X = Z_X + N_X = 2Z_X$

$-$$Z_Y = N_Y \Rightarrow$ Nguyên tử khối của Y là: $A_Y = Z_Y + N_Y = 2Z_Y$

Vì nguyên tố X chiếm $50\%$ về khối lượng trong hợp chất $XY_{2}$ nên ta có phương trình:

$\%m_{X}=\frac{A_{X}}{A_{X}+2A_{Y}}\cdot 100\%=50\%$

$\Rightarrow \frac{2Z_{X}}{2Z_{X}+2\cdot (2Z_{Y})}=\frac{1}{2}$

$\Rightarrow 4Z_{X}=2Z_{X}+4Z_{Y}\Rightarrow Z_{X}=2Z_{Y}\quad (1)$

Mặt khác, tổng số proton trong phân tử $XY_{2}$ là $32$, ta có phương trình:

$Z_{X}+2Z_{Y}=32\quad (2)$

Thay (1) vào (2), ta được:

$2Z_{Y}+2Z_{Y}=32\Rightarrow 4Z_{Y}=32\Rightarrow Z_{Y}=8$

Thay $Z_Y = 8$ vào (1), ta được:

$Z_{X}=2\cdot 8=16$

(Kiểm tra lại đề bài: X có $Z=16$ là Sulfur (S), Y có $Z=8$ là Oxygen (O). Hợp chất là $SO_{2}$, là chất trung gian sản xuất $H_{2}SO_{4}$, hoàn toàn thỏa mãn).

Xét nguyên tố X ($Z = 16$):

$-$Cấu hình electron của X: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{4}$

$-$Vì nguyên tử X có 3 lớp electron nên nguyên tố X nằm ở chu kì 3 trong bảng tuần hoàn.

Kết luận: Nguyên tố X nằm ở chu kì 3 của bảng tuần hoàn.

Timi · Answer

Để giải bài toán này, ta sẽ phân tích thông tin đã cho.

1. Hợp chất có công thức $XY_2$, trong đó X chiếm 50% về khối lượng.
2. Tổng số proton trong phân tử $XY_2$ là 32.
3. Trong hạt nhân của X và Y đều có số proton bằng số neutron.
4. Hợp chất này được sử dụng như chất trung gian để sản xuất acid sulfuric.

Đầu tiên, ta cần xác định số lượng nguyên tử của các nguyên tố X và Y trong phân tử $XY_2$:

- Gọi số proton của nguyên tố X là $p_X$ và số proton của nguyên tố Y là $p_Y$.
- Tổng số proton trong phân tử là: 
  $$
  p_X + 2p_Y = 32
  $$

Vì $X$ chiếm 50% về khối lượng, ta có thể thiết lập một tỷ lệ giữa khối lượng của X và Y trong phân tử:

Giả sử khối lượng mol của X là $M_X$ và khối lượng mol của Y là $M_Y$. Từ thông tin trên, ta có:
$$
\frac{M_X}{M_X + 2M_Y} = 0.5 \implies M_X = 2M_Y
$$

Với việc sử dụng thông tin về số proton và tỷ lệ khối lượng, ta có thể thay số proton vào công thức khối lượng:

Tổng số proton là 32, có thể thử các giá trị cho $p_X$ và $p_Y$:

- Nếu $p_X = 8$, thì:
  $$
  8 + 2p_Y = 32 \implies 2p_Y = 24 \implies p_Y = 12
  $$
- Nếu $p_X = 16$, thì:
  $$
  16 + 2p_Y = 32 \implies 2p_Y = 16 \implies p_Y = 8
  $$
  
Tuy nhiên, dựa trên thông tin thứ 3, số proton bằng số neutron, nên $X$ với $p_X = 8$ và $Y$ với $p_Y = 12$ là hợp lệ.

- $X$ có số proton là 8, nguyên tố này là oxy (O).
- $Y$ có số proton là 12, nguyên tố này là magie (Mg).

Xét đến bảng tuần hoàn, oxy (O) nằm ở chu kỳ 2.

Do đó, hợp chất $XY_2$ là $MgO_2$ (nếu nó tồn tại) hoặc một dạng khác, tuy nhiên, câu hỏi yêu cầu nguyên tố X nằm ở chu kỳ nào.

Kết luận:
Nguyên tố $X$ trong hợp chất trên nằm ở chu kỳ **2** của bảng tuần hoàn.

« CÂU HỎI Hóa Học · Lớp $10$ $...$