Номер С, страница 28 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

C

1. Какое вещество остается в избытке при нагревании смеси, состоящей из 6 г магния и 10 г серы?

Ответ: $m(\text{S}) = 2$ г.

2. При нагревании смеси, состоящей из железа и серы, получают смесь:

а) 11 г FeS и 2 г Fe;

б) 11 г FeS и 6 г S.

Рассчитайте соотношения железа и серы в исходных смесях $m(\text{Fe}): m(\text{S})$.

Ответ: а) $m(\text{Fe}): m(\text{S}) = 9:4;$

б) $m(\text{Fe}): m(\text{S}) = 7:10$

1. Уравнение реакции взаимодействия магния с кислородом представляет собой реакцию горения магния, в результате которой образуется оксид магния.

Сначала запишем схему реакции:

$Mg + O_2 \rightarrow MgO$

Теперь уравняем количество атомов кислорода и магния в левой и правой частях. В левой части 2 атома кислорода, в правой — один. Поставим коэффициент 2 перед $MgO$.

$Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

Теперь в правой части 2 атома магния, а в левой — один. Поставим коэффициент 2 перед $Mg$.

Сбалансированное уравнение реакции:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

Для определения массовых отношений элементов воспользуемся их относительными атомными массами, округленными до целых чисел, из Периодической системы химических элементов:

$Ar(Mg) = 24$

$Ar(O) = 16$

Согласно уравнению реакции, 2 атома магния взаимодействуют с 2 атомами кислорода (которые образуют одну молекулу $O_2$). Найдем отношение их масс:

$m(Mg) : m(O) = (2 \times Ar(Mg)) : (2 \times Ar(O)) = (2 \times 24) : (2 \times 16) = 48 : 32$

Чтобы упростить отношение, разделим обе части на их наибольший общий делитель, равный 16:

$m(Mg) : m(O) = 3 : 2$

Ответ: уравнение реакции: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$; массовое отношение элементов $m(Mg) : m(O) = 3 : 2$.

2. Уравнение реакции образования воды из простых веществ — водорода и кислорода:

Схема реакции:

$H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$

Для уравнивания атомов кислорода поставим коэффициент 2 перед $H_2O$.

$H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Теперь в правой части 4 атома водорода, а в левой — 2. Поставим коэффициент 2 перед $H_2$.

Сбалансированное уравнение реакции:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Для определения массовых отношений реагирующих веществ (водорода и кислорода) используем их относительные атомные массы:

$Ar(H) = 1$

$Ar(O) = 16$

Рассчитаем относительные молекулярные массы $H_2$ и $O_2$:

$Mr(H_2) = 2 \times Ar(H) = 2 \times 1 = 2$

$Mr(O_2) = 2 \times Ar(O) = 2 \times 16 = 32$

Согласно уравнению реакции, 2 молекулы водорода ($2H_2$) взаимодействуют с 1 молекулой кислорода ($O_2$). Найдем отношение их масс:

$m(H_2) : m(O_2) = (2 \times Mr(H_2)) : (1 \times Mr(O_2)) = (2 \times 2) : 32 = 4 : 32$

Сократив полученное отношение на 4, получаем:

$m(H_2) : m(O_2) = 1 : 8$

Ответ: уравнение реакции: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$; массовое отношение веществ $m(H_2) : m(O_2) = 1 : 8$.

3. Дано:

$m(MgO) = 10 \text{ г}$

Найти:

$m(Mg) - ?$

$m(O_2) - ?$

Решение:

Запишем уравнение реакции получения оксида магния:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции:

$M(Mg) = 24$ г/моль

$M(O_2) = 2 \times 16 = 32$ г/моль

$M(MgO) = 24 + 16 = 40$ г/моль

Найдем количество вещества (в молях) 10 г оксида магния по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(MgO) = \frac{m(MgO)}{M(MgO)} = \frac{10 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

По уравнению реакции, соотношение количеств веществ (в молях) магния, кислорода и оксида магния следующее:

$n(Mg) : n(O_2) : n(MgO) = 2 : 1 : 2$

Из этого соотношения видно, что количество вещества магния равно количеству вещества оксида магния:

$n(Mg) = n(MgO) = 0.25 \text{ моль}$

А количество вещества кислорода в два раза меньше, чем количество вещества оксида магния:

$n(O_2) = \frac{1}{2} n(MgO) = \frac{1}{2} \times 0.25 \text{ моль} = 0.125 \text{ моль}$

Теперь, зная количество вещества, рассчитаем массы магния и кислорода по формуле $m = n \times M$:

$m(Mg) = n(Mg) \times M(Mg) = 0.25 \text{ моль} \times 24 \text{ г/моль} = 6 \text{ г}$

$m(O_2) = n(O_2) \times M(O_2) = 0.125 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 4 \text{ г}$

Для проверки можно использовать закон сохранения массы: масса реагентов должна быть равна массе продуктов.

$m(Mg) + m(O_2) = 6 \text{ г} + 4 \text{ г} = 10 \text{ г}$, что равно заданной массе $m(MgO)$. Расчеты верны.

Ответ: для получения 10 г оксида магния требуется 6 г магния и 4 г кислорода.