Номер 3, страница 139 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 29. Натрий и калий. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 3, страница 139.

Условие.

3. Какой из минералов — чилийская селитра $NaNO_3$, галит $NaCl$, мирабилит $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$, криолит $Na_3AlF_6$ — наиболее богат натрием?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Минералы:
чилийская селитра (NaNO₃)
галит (NaCl)
мирабилит (Na₂SO₄·10H₂O)
криолит (Na₃AlF₆)

Найти:

Минерал с наибольшей массовой долей натрия ($ \omega(Na) $).

Решение:

Чтобы определить, какой из минералов наиболее богат натрием, необходимо рассчитать массовую долю натрия ($ \omega(Na) $) в каждом из соединений. Массовая доля элемента в веществе вычисляется по формуле:

$ \omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\% $

где $ n $ — количество атомов этого элемента в формуле вещества, $ A_r(Э) $ — относительная атомная масса элемента, $ M_r(вещества) $ — относительная молекулярная масса вещества.

Для расчетов используем округленные значения относительных атомных масс:

• $ A_r(Na) = 23 $
• $ A_r(N) = 14 $
• $ A_r(O) = 16 $
• $ A_r(Cl) = 35.5 $
• $ A_r(S) = 32 $
• $ A_r(H) = 1 $
• $ A_r(Al) = 27 $
• $ A_r(F) = 19 $

Рассчитаем массовую долю натрия для каждого минерала.

Чилийская селитра NaNO₃

1. Относительная молекулярная масса:

$ M_r(NaNO_3) = A_r(Na) + A_r(N) + 3 \cdot A_r(O) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85 $

2. Массовая доля натрия:

$ \omega(Na) = \frac{1 \cdot A_r(Na)}{M_r(NaNO_3)} \cdot 100\% = \frac{23}{85} \cdot 100\% \approx 27,06\% $

Галит NaCl

1. Относительная молекулярная масса:

$ M_r(NaCl) = A_r(Na) + A_r(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5 $

2. Массовая доля натрия:

$ \omega(Na) = \frac{1 \cdot A_r(Na)}{M_r(NaCl)} \cdot 100\% = \frac{23}{58,5} \cdot 100\% \approx 39,32\% $

Мирабилит Na₂SO₄·10H₂O

1. Относительная молекулярная масса:

$ M_r(Na_2SO_4 \cdot 10H_2O) = 2 \cdot A_r(Na) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) + 10 \cdot (2 \cdot A_r(H) + A_r(O)) $

$ M_r(Na_2SO_4 \cdot 10H_2O) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 + 10 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 46 + 32 + 64 + 180 = 322 $

2. Массовая доля натрия:

$ \omega(Na) = \frac{2 \cdot A_r(Na)}{M_r(Na_2SO_4 \cdot 10H_2O)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 23}{322} \cdot 100\% = \frac{46}{322} \cdot 100\% \approx 14,29\% $

Криолит Na₃AlF₆

1. Относительная молекулярная масса:

$ M_r(Na_3AlF_6) = 3 \cdot A_r(Na) + A_r(Al) + 6 \cdot A_r(F) = 3 \cdot 23 + 27 + 6 \cdot 19 = 69 + 27 + 114 = 210 $

2. Массовая доля натрия:

$ \omega(Na) = \frac{3 \cdot A_r(Na)}{M_r(Na_3AlF_6)} \cdot 100\% = \frac{3 \cdot 23}{210} \cdot 100\% = \frac{69}{210} \cdot 100\% \approx 32,86\% $

Сравним полученные результаты:

• $ \omega(Na) $ в NaNO₃ ≈ 27,06%
• $ \omega(Na) $ в NaCl ≈ 39,32%
• $ \omega(Na) $ в Na₂SO₄·10H₂O ≈ 14,29%
• $ \omega(Na) $ в Na₃AlF₆ ≈ 32,86%

Сравнивая массовые доли $ 39,32\% > 32,86\% > 27,06\% > 14,29\% $, делаем вывод, что наибольшее содержание натрия в галите.

Ответ: наиболее богат натрием галит (NaCl), так как массовая доля натрия в нем составляет 39,32%, что выше, чем в других представленных минералах.