Номер 7, страница 7 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. В некотором соединении $\chi(\text{Al}) = 0,4$, $\chi(\text{O}) = 0,6$. Определите формулу соединения и рассчитайте массовые доли элементов в нём.

Дано:

Мольная доля алюминия $\chi(\text{Al}) = 0,4$
Мольная доля кислорода $\chi(\text{O}) = 0,6$

Найти:

Формула соединения - ?
Массовая доля алюминия $\omega(\text{Al})$ - ?
Массовая доля кислорода $\omega(\text{O})$ - ?

Решение:

1.Определение формулы соединения.

Обозначим формулу соединения как $\text{Al}_x\text{O}_y$, где $x$ и $y$ – индексы, показывающие соотношение атомов элементов в соединении.

Соотношение индексов в химической формуле равно соотношению мольных долей элементов:

$x : y = \chi(\text{Al}) : \chi(\text{O})$

Подставим заданные значения:

$x : y = 0,4 : 0,6$

Чтобы найти простейшее целочисленное соотношение, разделим оба числа на их наибольший общий делитель (в данном случае 0,2):

$x : y = (0,4 / 0,2) : (0,6 / 0,2) = 2 : 3$

Таким образом, простейшая формула соединения – $\text{Al}_2\text{O}_3$ (оксид алюминия).

2.Расчет массовых долей элементов.

Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении рассчитывается по формуле:

$\omega(\text{элемента}) = \frac{n \cdot A_r(\text{элемента})}{M_r(\text{соединения})}$

где $n$ – число атомов элемента в формуле, $A_r$ – относительная атомная масса элемента, $M_r$ – относительная молекулярная масса соединения.

Используем относительные атомные массы из периодической таблицы Д.И. Менделеева (округляем до целых):

$A_r(\text{Al}) = 27$ а.е.м.

$A_r(\text{O}) = 16$ а.е.м.

Рассчитаем относительную молекулярную массу оксида алюминия $\text{Al}_2\text{O}_3$:

$M_r(\text{Al}_2\text{O}_3) = 2 \cdot A_r(\text{Al}) + 3 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 16 = 54 + 48 = 102$ а.е.м.

Теперь рассчитаем массовые доли алюминия и кислорода.

Массовая доля алюминия $\omega(\text{Al})$:

$\omega(\text{Al}) = \frac{2 \cdot A_r(\text{Al})}{M_r(\text{Al}_2\text{O}_3)} = \frac{2 \cdot 27}{102} = \frac{54}{102} \approx 0,5294$

В процентах это составляет $0,5294 \cdot 100\% = 52,94\%$.

Массовая доля кислорода $\omega(\text{O})$:

$\omega(\text{O}) = \frac{3 \cdot A_r(\text{O})}{M_r(\text{Al}_2\text{O}_3)} = \frac{3 \cdot 16}{102} = \frac{48}{102} \approx 0,4706$

В процентах это составляет $0,4706 \cdot 100\% = 47,06\%$.

Проверка: сумма массовых долей должна быть равна 1 (или 100%): $52,94\% + 47,06\% = 100\%$.

Ответ: формула соединения – $\text{Al}_2\text{O}_3$; массовая доля алюминия $\omega(\text{Al}) \approx 52,94\%$; массовая доля кислорода $\omega(\text{O}) \approx 47,06\%$.