Номер 4, страница 47 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 10. Cepa. Глава 1. Неметаллы - номер 4, страница 47.

Условие.

4. Определите, в каком из соединений массовая доля серы наибольшая, а в каком — наименьшая: $PbS$, $MnS$, $FeS$, $NiS$, $BaSO_4$. Ответьте на вопрос, не проводя вычислений.

Решение.

Решение 2.

Массовая доля элемента в химическом соединении — это отношение массы всех атомов этого элемента в формульной единице к относительной молекулярной массе всего соединения. Формула для массовой доли серы (S) в общем виде: $w(S) = \frac{n \cdot Ar(S)}{Mr(\text{соед.})}$, где $n$ — число атомов серы, $Ar(S)$ — её относительная атомная масса, а $Mr(\text{соед.})$ — относительная молекулярная масса соединения.

Во всех предложенных соединениях (PbS, MnS, FeS, NiS, BaSO₄) содержится по одному атому серы ($n=1$). Это означает, что числитель в формуле, $Ar(S)$, является постоянной величиной для всех веществ. Следовательно, массовая доля серы будет обратно пропорциональна молекулярной массе соединения ($Mr(\text{соед.})$): чем меньше молекулярная масса, тем больше массовая доля серы, и наоборот.

Для определения соединения с наибольшей массовой долей серы, необходимо найти соединение с наименьшей молекулярной массой. Сравним массы «несерных» частей молекул:

• в PbS: один атом свинца (Pb) — очень тяжелый элемент.
• в MnS: один атом марганца (Mn) — самый легкий металл из представленных.
• в FeS: один атом железа (Fe).
• в NiS: один атом никеля (Ni).
• в BaSO₄: один тяжелый атом бария (Ba) и четыре атома кислорода (O).

Самая легкая «несерная» часть — это один атом марганца. Следовательно, сульфид марганца (MnS) имеет наименьшую молекулярную массу из всего списка.

Для определения соединения с наименьшей массовой долей серы, необходимо найти соединение с наибольшей молекулярной массой. Сравним наиболее тяжелые соединения: PbS и BaSO₄.

• В PbS к атому серы присоединен очень тяжелый атом свинца (Pb).
• В BaSO₄ к атому серы присоединен тяжелый атом бария (Ba) и четыре атома кислорода (O).

Хотя барий и свинец — тяжелые элементы, атомная масса свинца ($Ar \approx 207$) значительно больше атомной массы бария ($Ar \approx 137$). Суммарная масса бария и четырех атомов кислорода ($137 + 4 \cdot 16 = 201$) оказывается меньше, чем масса одного лишь атома свинца. Таким образом, молекулярная масса PbS будет наибольшей.

Ответ: наибольшая массовая доля серы в сульфиде марганца (MnS), а наименьшая — в сульфиде свинца (PbS).