Номер 6, страница 385 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 53. Цинк - номер 6, страница 385.

Условие.

6. Одно из соединений цинка, виллемит, имеет состав: цинк — 58,56 %, кремний — 12,61 %, кислород — 28,83 %. Определите молекулярную формулу вещества.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$\omega(Zn) = 58,56~\%$
$\omega(Si) = 12,61~\%$
$\omega(O) = 28,83~\%$

Найти:

Молекулярную формулу вещества.

Решение:

Для определения формулы вещества найдем соотношение числа атомов элементов в его составе. Это соотношение равно соотношению количеств вещества (молей) этих элементов.

Предположим, что у нас есть 100 г данного вещества. Тогда масса каждого элемента в этом образце будет численно равна его массовой доле в процентах:

$m(Zn) = 58,56 \text{ г}$
$m(Si) = 12,61 \text{ г}$
$m(O) = 28,83 \text{ г}$

Вычислим количество вещества ($\text{n}$) для каждого элемента по формуле $n = m/M$, где $\text{M}$ — молярная масса элемента. Используем округленные значения молярных масс из периодической таблицы:

$M(Zn) \approx 65,4 \text{ г/моль}$
$M(Si) \approx 28,1 \text{ г/моль}$
$M(O) \approx 16,0 \text{ г/моль}$

$n(Zn) = \frac{58,56 \text{ г}}{65,4 \text{ г/моль}} \approx 0,8954 \text{ моль}$
$n(Si) = \frac{12,61 \text{ г}}{28,1 \text{ г/моль}} \approx 0,4488 \text{ моль}$
$n(O) = \frac{28,83 \text{ г}}{16,0 \text{ г/моль}} \approx 1,8019 \text{ моль}$

Найдем соотношение количеств веществ элементов в соединении. Обозначим индексы в формуле как $\text{x}$, $\text{y}$, $\text{z}$ для $\text{Zn}$, $\text{Si}$ и $\text{O}$ соответственно:

$x : y : z = n(Zn) : n(Si) : n(O) \approx 0,8954 : 0,4488 : 1,8019$

Для нахождения целочисленного соотношения разделим все значения на наименьшее из них (0,4488):

$x = \frac{0,8954}{0,4488} \approx 1,995 \approx 2$
$y = \frac{0,4488}{0,4488} = 1$
$z = \frac{1,8019}{0,4488} \approx 4,015 \approx 4$

Таким образом, простейшая (эмпирическая) формула вещества — $Zn_2SiO_4$. Виллемит является силикатом цинка, для таких ионных соединений простейшая формула совпадает с молекулярной.

Ответ: $Zn_2SiO_4$.