Номер 5, страница 162, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Определите формулу высшего оксида элемента 14 (IVA) группы, если он содержит массовую долю кислорода 13,4%. Составьте формулу оксида этого же элемента со степенью окисления +2, подсчитайте массовую долю каждого элемента в этом новом оксиде.

Ответ: оксиды свинца.

Дано:

Элемент $\text{E}$ принадлежит 14 (IVA) группе.

Высший оксид элемента $\text{E}$ имеет формулу $EO_2$.

Массовая доля кислорода в высшем оксиде $ω(O) = 13,4\% = 0,134$.

Найти:

1. Формулу высшего оксида.

2. Формулу оксида со степенью окисления элемента +2.

3. Массовые доли элементов в оксиде со степенью окисления +2.

Решение:

1. Определение элемента и формулы высшего оксида.

Элементы 14 (IVA) группы проявляют высшую степень окисления +4. Следовательно, общая формула высшего оксида для элемента $\text{E}$ этой группы — $EO_2$.

Массовая доля кислорода $ω(O)$ в оксиде $EO_2$ вычисляется по формуле:

$ω(O) = \frac{2 \cdot Ar(O)}{Mr(EO_2)} = \frac{2 \cdot Ar(O)}{Ar(E) + 2 \cdot Ar(O)}$

где $Ar(O)$ — относительная атомная масса кислорода (≈ 16 г/моль), а $Ar(E)$ — относительная атомная масса неизвестного элемента.

Подставим известные значения в формулу и выразим $Ar(E)$:

$0,134 = \frac{2 \cdot 16}{Ar(E) + 2 \cdot 16}$

$0,134 = \frac{32}{Ar(E) + 32}$

$0,134 \cdot (Ar(E) + 32) = 32$

$0,134 \cdot Ar(E) + 4,288 = 32$

$0,134 \cdot Ar(E) = 32 - 4,288$

$0,134 \cdot Ar(E) = 27,712$

$Ar(E) = \frac{27,712}{0,134} \approx 206,8$ г/моль.

Находим в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева элемент 14 группы с атомной массой, близкой к 207. Этим элементом является свинец (Pb).

Следовательно, искомый элемент — свинец (Pb), а формула его высшего оксида — $PbO_2$ (оксид свинца(IV)).

Ответ: Формула высшего оксида — $PbO_2$.

2. Определение формулы оксида со степенью окисления +2 и расчет массовых долей.

Свинец (Pb) также образует оксид, в котором его степень окисления равна +2. Формула этого оксида — $PbO$ (оксид свинца(II)).

Рассчитаем массовые доли каждого элемента в оксиде $PbO$.

Сначала найдем относительную молекулярную массу $Mr(PbO)$:

$Mr(PbO) = Ar(Pb) + Ar(O) = 207 + 16 = 223$ г/моль.

Теперь рассчитаем массовую долю свинца $ω(Pb)$:

$ω(Pb) = \frac{Ar(Pb)}{Mr(PbO)} \cdot 100\% = \frac{207}{223} \cdot 100\% \approx 92,8\%$

Массовая доля кислорода $ω(O)$:

$ω(O) = \frac{Ar(O)}{Mr(PbO)} \cdot 100\% = \frac{16}{223} \cdot 100\% \approx 7,2\%$

Проверка: $92,8\% + 7,2\% = 100\%$.

Ответ: Формула оксида элемента со степенью окисления +2 — $PbO$. Массовая доля свинца в $PbO$ составляет 92,8%, а массовая доля кислорода — 7,2%.