Демонстрация №1, страница 25 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Демонстрация №1

Опыт, доказывающий закон сохранения массы веществ

Цель: Знать закон сохранения массы веществ и доказать это опытным путем.

Реактивы

Соляная кислота, карбонат кальция 1 г.

Химическая посуда, оборудование

Колба коническая (200 мл), весы, надувной шарик, шпатель, скотч.

Проведите реакцию карбоната кальция с соляной кислотой. Для этого предварительно взвесьте колбу с кислотой, а также шарик на весах (рис. 9). Насыпьте 1 г карбоната кальция в шарик. Затем наденьте его на колбу. Закрепите скотчем. Поднимите надувной шарик, чтобы весь карбонат высыпался в колбу. После проведения реакции взвесьте. Сделайте выводы.

Рис. 9. Весы

Вопросы и задания:

1. Есть ли разница в массе до и после реакции?

2. Как читается закон сохранения массы веществ?

1. Для того чтобы определить суммы коэффициентов, сначала необходимо уравнять каждую химическую реакцию.

A. $Mg + O₂ → MgO$. Чтобы уравнять, ставим коэффициент 2 перед $MgO$ и $Mg$. Получаем: $2Mg + O₂ → 2MgO$. Сумма коэффициентов: $2 + 1 + 2 = 5$.

B. $Al + O₂ → Al₂O₃$. Уравниваем: $4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃$. Сумма коэффициентов: $4 + 3 + 2 = 9$.

C. $C + O₂ → CO₂$. Реакция уже уравнена. Сумма коэффициентов: $1 + 1 + 1 = 3$.

D. $N₂ + O₂ → NO$. Уравниваем: $N₂ + O₂ → 2NO$. Сумма коэффициентов: $1 + 1 + 2 = 4$.

E. $P + O₂ → P₂O₅$. Уравниваем: $4P + 5O₂ → 2P₂O₅$. Сумма коэффициентов: $4 + 5 + 2 = 11$.

Теперь расположим полученные суммы коэффициентов в порядке возрастания:

C(3) < D(4) < A(5) < B(9) < E(11)

Данная последовательность соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3. C < D < A < B < E

2. Дано:

Соединения: $AlCl₃$, $AlBr₃$, $AlI₃$.

Относительные атомные массы (округленные):

$Ar(Al) = 27$

$Ar(Cl) = 35.5$

$Ar(Br) = 80$

$Ar(I) = 127$

Найти:

$ω(Al)$ в $AlCl₃$, $AlBr₃$, $AlI₃$.

Решение:

Массовая доля элемента ($ω$) в соединении рассчитывается по формуле:

$ω(Э) = (n \cdot Ar(Э)) / Mr(соед.) \cdot 100\%$

где $n$ — количество атомов элемента, $Ar(Э)$ — его относительная атомная масса, а $Mr(соед.)$ — относительная молекулярная масса соединения.

1. Расчет для хлорида алюминия ($AlCl₃$):

Относительная молекулярная масса:

$Mr(AlCl₃) = Ar(Al) + 3 \cdot Ar(Cl) = 27 + 3 \cdot 35.5 = 133.5$

Массовая доля алюминия:

$ω(Al) = (1 \cdot 27) / 133.5 \cdot 100\% \approx 20.22\%$

2. Расчет для бромида алюминия ($AlBr₃$):

Относительная молекулярная масса:

$Mr(AlBr₃) = Ar(Al) + 3 \cdot Ar(Br) = 27 + 3 \cdot 80 = 267$

Массовая доля алюминия:

$ω(Al) = (1 \cdot 27) / 267 \cdot 100\% \approx 10.11\%$

3. Расчет для иодида алюминия ($AlI₃$):

Относительная молекулярная масса:

$Mr(AlI₃) = Ar(Al) + 3 \cdot Ar(I) = 27 + 3 \cdot 127 = 408$

Массовая доля алюминия:

$ω(Al) = (1 \cdot 27) / 408 \cdot 100\% \approx 6.62\%$

Ответ: Массовая доля алюминия в $AlCl₃$ составляет $20.22\%$, в $AlBr₃$ — $10.11\%$, в $AlI₃$ — $6.62\%$.

3. Дано:

Соотношения масс элементов в оксидах железа $m(Fe) : m(O)$:

а) $7:2$

б) $7:3$

Относительные атомные массы:

$Ar(Fe) = 56$

$Ar(O) = 16$

Найти:

Формулы оксидов железа и валентность железа в них.

Решение:

Для нахождения простейшей формулы $Fe_xO_y$ найдем соотношение индексов $x:y$, которое равно соотношению молей элементов:

$x : y = n(Fe) : n(O) = (m(Fe) / Ar(Fe)) : (m(O) / Ar(O))$

а) Соотношение масс $m(Fe) : m(O) = 7:2$.

Находим соотношение индексов:

$x : y = (7 / 56) : (2 / 16) = 0.125 : 0.125 = 1 : 1$

Таким образом, формула оксида — $FeO$. Валентность кислорода равна II. Поскольку на 1 атом железа приходится 1 атом кислорода, валентность железа также равна II.

б) Соотношение масс $m(Fe) : m(O) = 7:3$.

Находим соотношение индексов:

$x : y = (7 / 56) : (3 / 16) = 0.125 : 0.1875$

Чтобы получить целые числа, разделим оба значения на меньшее из них ($0.125$):

$x : y = (0.125 / 0.125) : (0.1875 / 0.125) = 1 : 1.5$

Умножим полученные значения на 2, чтобы получить целочисленное соотношение:

$x : y = 1 \cdot 2 : 1.5 \cdot 2 = 2 : 3$

Таким образом, формула оксида — $Fe₂O₃$. Суммарная валентность трех атомов кислорода равна $3 \cdot II = VI$. Эта валентность распределяется на два атома железа, следовательно, валентность каждого атома железа равна $VI / 2 = III$.

Ответ: а) Формула — $FeO$, валентность железа — II. б) Формула — $Fe₂O₃$, валентность железа — III.