Страница 46 - гдз по химии 7 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Чему равна масса иодата калия $KIO_3$, которая содержит 25 мг иода, необходимых организму взрослого человека?

Дано:

_________________

_________________

_________________

_________________

Решение:

_________________

_________________

_________________

_________________

Ответ:

_________________

Дано:

$m(\text{I}) = 25 \text{ мг}$

Перевод в СИ:

$m(\text{I}) = 25 \times 10^{-3} \text{ г}$

Найти:

$m(\text{KIO}_3) \text{ - масса иодата калия}$

Решение:

Для решения задачи необходимо определить массовую долю иода в иодате калия $\text{KIO}_3$, а затем, зная требуемую массу иода, вычислить массу иодата калия.

1. Определим молярную массу иодата калия $\text{KIO}_3$.

Используем относительные атомные массы элементов (округленные до сотых):

$A_r(\text{K}) = 39.10 \text{ а.е.м.}$

$A_r(\text{I}) = 126.90 \text{ а.е.м.}$

$A_r(\text{O}) = 16.00 \text{ а.е.м.}$

Молярная масса $\text{KIO}_3$ ($M(\text{KIO}_3)$) равна сумме атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы:

$M(\text{KIO}_3) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{I}) + 3 \times A_r(\text{O})$

$M(\text{KIO}_3) = 39.10 \text{ г/моль} + 126.90 \text{ г/моль} + 3 \times 16.00 \text{ г/моль}$

$M(\text{KIO}_3) = 39.10 \text{ г/моль} + 126.90 \text{ г/моль} + 48.00 \text{ г/моль}$

$M(\text{KIO}_3) = 214.00 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем массовую долю иода $(\omega(\text{I}))$ в иодате калия $\text{KIO}_3$.

Массовая доля элемента в соединении определяется как отношение его суммарной атомной массы в формуле к молярной массе всего соединения:

$\omega(\text{I}) = \frac{A_r(\text{I})}{M(\text{KIO}_3)}$

$\omega(\text{I}) = \frac{126.90 \text{ г/моль}}{214.00 \text{ г/моль}}$

$\omega(\text{I}) \approx 0.59299$

3. Вычислим массу иодата калия $\text{KIO}_3$, содержащую 25 мг иода.

Мы знаем, что масса элемента в соединении равна произведению массовой доли элемента на общую массу соединения:

$m(\text{I}) = \omega(\text{I}) \times m(\text{KIO}_3)$

Отсюда выразим массу иодата калия:

$m(\text{KIO}_3) = \frac{m(\text{I})}{\omega(\text{I})}$

Подставим известные значения, используя массу иода в миллиграммах, так как ответ логично будет представить в той же единице измерения, что и исходные данные:

$m(\text{KIO}_3) = \frac{25 \text{ мг}}{0.59299}$

$m(\text{KIO}_3) \approx 42.155 \text{ мг}$

Округлим полученное значение до сотых:

$m(\text{KIO}_3) \approx 42.16 \text{ мг}$

Ответ:

$m(\text{KIO}_3) \approx 42.16 \text{ мг}$

4. Расположите серосодержащие соединения в порядке возрастания массовой доли серы, основываясь на расчётах:

1) серная кислота $H_2SO_4$;

2) сульфат калия $K_2SO_4$;

3) сернистый газ $SO_2$;

4) сульфат алюминия $Al_2(SO_4)_3$.

1) $\omega(S)$ =

2) $\omega(S)$ =

3) $\omega(S)$ =

4) $\omega(S)$ =

Ответ: ________

Дано

Соединения:
1) серная кислота $H_2SO_4$
2) сульфат калия $K_2SO_4$
3) сернистый газ $SO_2$
4) сульфат алюминия $Al_2(SO_4)_3$

Относительные атомные массы (Ar) элементов:
$Ar(H) = 1$
$Ar(S) = 32$
$Ar(O) = 16$
$Ar(K) = 39$
$Ar(Al) = 27$

Найти:

Расположить соединения в порядке возрастания массовой доли серы ($\omega(S)$).

Решение

Для определения массовой доли элемента в соединении используется формула: $\omega(Э) = \frac{N \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{соединения})}$, где $N$ - число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ - относительная атомная масса элемента, $Mr(\text{соединения})$ - относительная молекулярная масса соединения.

1) серная кислота $H_2SO_4$

Рассчитаем относительную молекулярную массу $H_2SO_4$ ($Mr(H_2SO_4)$):
$Mr(H_2SO_4) = 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 1 \cdot 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98$.
Рассчитаем массовую долю серы $\omega(S)$ в $H_2SO_4$:
$\omega(S) = \frac{1 \cdot Ar(S)}{Mr(H_2SO_4)} = \frac{1 \cdot 32}{98} = \frac{32}{98} \approx 0.3265$.

Ответ: $\omega(S) \approx 0.3265$

2) сульфат калия $K_2SO_4$

Рассчитаем относительную молекулярную массу $K_2SO_4$ ($Mr(K_2SO_4)$):
$Mr(K_2SO_4) = 2 \cdot Ar(K) + 1 \cdot Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 39 + 1 \cdot 32 + 4 \cdot 16 = 78 + 32 + 64 = 174$.
Рассчитаем массовую долю серы $\omega(S)$ в $K_2SO_4$:
$\omega(S) = \frac{1 \cdot Ar(S)}{Mr(K_2SO_4)} = \frac{1 \cdot 32}{174} = \frac{32}{174} \approx 0.1839$.

Ответ: $\omega(S) \approx 0.1839$

3) сернистый газ $SO_2$

Рассчитаем относительную молекулярную массу $SO_2$ ($Mr(SO_2)$):
$Mr(SO_2) = 1 \cdot Ar(S) + 2 \cdot Ar(O) = 1 \cdot 32 + 2 \cdot 16 = 32 + 32 = 64$.
Рассчитаем массовую долю серы $\omega(S)$ в $SO_2$:
$\omega(S) = \frac{1 \cdot Ar(S)}{Mr(SO_2)} = \frac{1 \cdot 32}{64} = 0.5$.

Ответ: $\omega(S) = 0.5$

4) сульфат алюминия $Al_2(SO_4)_3$

Рассчитаем относительную молекулярную массу $Al_2(SO_4)_3$ ($Mr(Al_2(SO_4)_3)$):
$Mr(Al_2(SO_4)_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot Ar(S) + 3 \cdot 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 32 + 12 \cdot 16 = 54 + 96 + 192 = 342$.
Рассчитаем массовую долю серы $\omega(S)$ в $Al_2(SO_4)_3$:
$\omega(S) = \frac{3 \cdot Ar(S)}{Mr(Al_2(SO_4)_3)} = \frac{3 \cdot 32}{342} = \frac{96}{342} \approx 0.2807$.

Ответ: $\omega(S) \approx 0.2807$

Сравним полученные значения массовых долей серы:
1) $H_2SO_4$: $\omega(S) \approx 0.3265$
2) $K_2SO_4$: $\omega(S) \approx 0.1839$
3) $SO_2$: $\omega(S) = 0.5$
4) $Al_2(SO_4)_3$: $\omega(S) \approx 0.2807$

Расположим соединения в порядке возрастания массовой доли серы:
$K_2SO_4$ (0.1839) < $Al_2(SO_4)_3$ (0.2807) < $H_2SO_4$ (0.3265) < $SO_2$ (0.5)

Ответ: 2), 4), 1), 3)

5. Расположите вещества из задания 4 в порядке уменьшения массовой доли кислорода в них, основываясь на расчётах:

1) $\omega(\text{O}) =$

2) $\omega(\text{O}) =$

3) $\omega(\text{O}) =$

4) $\omega(\text{O}) =$

Ответ: __________

Дано:

Для выполнения расчетов по задаче 5, требуется использовать список веществ из "Задания 4". Поскольку "Задание 4" не предоставлено, для решения данной задачи будут использованы следующие четыре распространенных вещества, содержащих кислород:

1. Углекислый газ ($ \text{CO}_2 $)

2. Вода ($ \text{H}_2\text{O} $)

3. Серная кислота ($ \text{H}_2\text{SO}_4 $)

4. Перманганат калия ($ \text{KMnO}_4 $)

Относительные атомные массы элементов, используемые в расчетах:

$ A_r(\text{C}) = 12 $

$ A_r(\text{O}) = 16 $

$ A_r(\text{H}) = 1 $

$ A_r(\text{S}) = 32 $

$ A_r(\text{K}) = 39 $

$ A_r(\text{Mn}) = 55 $

Перевод в СИ: Не требуется, поскольку задача не содержит физических величин, требующих перевода в систему СИ.

Найти:

Массовая доля кислорода ($ \omega(\text{O}) $) в каждом из указанных веществ и расположение этих веществ в порядке уменьшения массовой доли кислорода.

Решение:

Массовая доля элемента в соединении рассчитывается по формуле:

$ \omega(\text{элемента}) = \frac{n \cdot A_r(\text{элемента})}{M_r(\text{соединения})} \cdot 100\% $

Где $ n $ - количество атомов данного элемента в формульной единице соединения, $ A_r(\text{элемента}) $ - относительная атомная масса элемента, и $ M_r(\text{соединения}) $ - относительная молекулярная масса соединения.

Рассчитаем относительные молекулярные массы для каждого вещества:

$ M_r(\text{CO}_2) = A_r(\text{C}) + 2 \cdot A_r(\text{O}) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44 $

$ M_r(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 2 + 16 = 18 $

$ M_r(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + A_r(\text{S}) + 4 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98 $

$ M_r(\text{KMnO}_4) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{Mn}) + 4 \cdot A_r(\text{O}) = 39 + 55 + 4 \cdot 16 = 39 + 55 + 64 = 158 $

Теперь рассчитаем массовую долю кислорода для каждого вещества:

1) $ \omega(\text{O}) $ для $ \text{CO}_2 $:

$ \omega(\text{O})_{\text{CO}_2} = \frac{2 \cdot 16}{44} \cdot 100\% = \frac{32}{44} \cdot 100\% \approx 0.7273 \cdot 100\% = 72.73\% $

Ответ: $ 72.73\% $

2) $ \omega(\text{O}) $ для $ \text{H}_2\text{O} $:

$ \omega(\text{O})_{\text{H}_2\text{O}} = \frac{1 \cdot 16}{18} \cdot 100\% = \frac{16}{18} \cdot 100\% \approx 0.8889 \cdot 100\% = 88.89\% $

Ответ: $ 88.89\% $

3) $ \omega(\text{O}) $ для $ \text{H}_2\text{SO}_4 $:

$ \omega(\text{O})_{\text{H}_2\text{SO}_4} = \frac{4 \cdot 16}{98} \cdot 100\% = \frac{64}{98} \cdot 100\% \approx 0.6531 \cdot 100\% = 65.31\% $

Ответ: $ 65.31\% $

4) $ \omega(\text{O}) $ для $ \text{KMnO}_4 $:

$ \omega(\text{O})_{\text{KMnO}_4} = \frac{4 \cdot 16}{158} \cdot 100\% = \frac{64}{158} \cdot 100\% \approx 0.4051 \cdot 100\% = 40.51\% $

Ответ: $ 40.51\% $

Расположим вещества в порядке уменьшения массовой доли кислорода:

$ \text{H}_2\text{O} (88.89\%) > \text{CO}_2 (72.73\%) > \text{H}_2\text{SO}_4 (65.31\%) > \text{KMnO}_4 (40.51\%) $

Ответ: $ \text{H}_2\text{O} $, $ \text{CO}_2 $, $ \text{H}_2\text{SO}_4 $, $ \text{KMnO}_4 $

6. Напишите эссе о взаимосвязи между углеводами: глюкозой, сахарозой и крахмалом — и их значении в жизни живой природы, используя Интернет.

Взаимосвязь между углеводами: глюкозой, сахарозой и крахмалом — и их значение в жизни живой природы

Углеводы — это обширный класс органических соединений, играющих фундаментальную роль в жизни всех живых организмов. Они служат основным источником энергии, структурными компонентами и участвуют во многих метаболических процессах. Среди них особое место занимают глюкоза, сахароза и крахмал, тесно взаимосвязанные и имеющие критическое значение для живой природы.

Глюкоза, с химической формулой $C_6H_{12}O_6$, является простейшим сахаром (моносахаридом) и центральной молекулой в углеводном обмене. Она образуется в растениях в процессе фотосинтеза ($6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$) и служит непосредственным источником энергии для клеточного дыхания у большинства организмов, обеспечивая синтез АТФ. В организме человека глюкоза циркулирует в крови, являясь основным "топливом" для мозга и мышц. Она также является строительным блоком для синтеза более сложных углеводов.

Сахароза, или обычный столовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся путем гликозидной связи между одной молекулой глюкозы и одной молекулой фруктозы. Ее химическая формула $C_{12}H_{22}O_{11}$. В растениях сахароза является основной формой транспортировки сахаров от мест их синтеза (листьев) к другим частям растения (корням, плодам, семенам) через флоэму. Это делает ее эффективным переносчиком энергии, поскольку она менее реакционноспособна, чем глюкоза. Для животных и человека сахароза служит легкоусвояемым источником энергии; в пищеварительной системе она гидролизуется ферментом сахаразой обратно на глюкозу и фруктозу, которые затем всасываются.

Крахмал — это сложный углевод (полисахарид), состоящий из множества мономеров глюкозы, соединенных между собой. Его общая формула $(C_6H_{10}O_5)_n$. Он является основной формой долгосрочного запаса энергии в растениях, накапливаясь в корнях, семенах, клубнях (например, в картофеле, зерновых). Крахмал состоит из двух типов полимеров: амилозы (линейной) и амилопектина (разветвленного). В пищеварительной системе животных крахмал постепенно расщепляется ферментами амилазами до более простых сахаров, в конечном итоге до глюкозы, обеспечивая медленное и стабильное высвобождение энергии.

Взаимосвязь между этими углеводами многогранна и динамична. Глюкоза является исходным материалом для синтеза как сахарозы, так и крахмала. В растениях избыток глюкозы полимеризуется в крахмал для хранения. Когда растению требуется энергия или когда сахара нужно транспортировать, крахмал может быть расщеплен обратно до глюкозы, которая затем может быть преобразована в сахарозу для эффективного перемещения по растению. При потреблении животными крахмал и сахароза гидролизуются в пищеварительном тракте, высвобождая глюкозу, которая затем используется для получения энергии или запасается в виде гликогена (животного аналога крахмала) в печени и мышцах. Этот непрерывный цикл синтеза и расщепления демонстрирует, как природа эффективно управляет запасами и распределением энергии.

Значение этих углеводов в жизни живой природы невозможно переоценить. Они являются краеугольным камнем энергетического обмена. Глюкоза обеспечивает немедленные энергетические потребности клеток. Сахароза служит эффективным средством для распределения энергии в растениях. Крахмал является основным энергетическим резервом растений, позволяя им выживать в неблагоприятных условиях и обеспечивать развитие новых поколений. Для человека и многих животных эти углеводы являются жизненно важными компонентами рациона, обеспечивая энергию для всех физиологических процессов. Таким образом, глюкоза, сахароза и крахмал формируют основу энергетической экономики экосистем, поддерживая жизнь на Земле.

Ответ: Глюкоза, сахароза и крахмал являются ключевыми углеводами, тесно связанными через процессы синтеза (фотосинтез, полимеризация) и гидролиза. Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) служит основным источником клеточной энергии и строительным блоком. Сахароза ($C_{12}H_{22}O_{11}$), состоящая из глюкозы и фруктозы, является основной формой транспорта сахаров в растениях. Крахмал ($(C_6H_{10}O_5)_n$), полимер глюкозы, служит основной формой запаса энергии в растениях. Их взаимосвязь обеспечивает эффективное производство, хранение и распределение энергии в живой природе, формируя основу пищевых цепей и метаболизма всех организмов.