Номер 9, страница 127 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 28. Естественные семейства химических элементов. Амфотерность. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 9, страница 127.

9. Массовая доля марганца в основном оксиде равна 77,46 %, а в кислотном — 49,55 %. Определите формулы оксидов.

Дано:

$\omega(\text{Mn})_{\text{осн. оксид}} = 77,46 \% = 0,7746$

$\omega(\text{Mn})_{\text{кисл. оксид}} = 49,55 \% = 0,4955$

Найти:

Формулу основного оксида - $?$;

Формулу кислотного оксида - $?$.

Решение:

Обозначим общую формулу оксидов марганца как $\text{Mn}_x\text{O}_y$. Для нахождения индексов $x$ и $y$ найдем соотношение количеств вещества (в молях) марганца и кислорода в каждом оксиде. Примем массу каждого оксида за 100 г.

Для расчетов используем относительные атомные массы: $A_r(\text{Mn}) = 55$, $A_r(\text{O}) = 16$.

Определение формулы основного оксида

Пусть масса основного оксида равна 100 г. Тогда масса марганца в нем составляет:

$m(\text{Mn}) = 100 \text{ г} \cdot 0,7746 = 77,46 \text{ г}$

Масса кислорода в этом оксиде:

$m(\text{O}) = 100 \text{ г} - 77,46 \text{ г} = 22,54 \text{ г}$

Найдем количество вещества каждого элемента:

$n(\text{Mn}) = \frac{m(\text{Mn})}{M(\text{Mn})} = \frac{77,46 \text{ г}}{55 \text{ г/моль}} \approx 1,408 \text{ моль}$

$n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{22,54 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 1,409 \text{ моль}$

Найдем соотношение индексов $x:y$ как соотношение количеств вещества:

$x : y = n(\text{Mn}) : n(\text{O}) = 1,408 : 1,409 \approx 1 : 1$

Следовательно, простейшая формула основного оксида — $\text{MnO}$ (оксид марганца(II)), который действительно проявляет основные свойства.

Определение формулы кислотного оксида

Пусть масса кислотного оксида равна 100 г. Тогда масса марганца в нем составляет:

$m(\text{Mn}) = 100 \text{ г} \cdot 0,4955 = 49,55 \text{ г}$

Масса кислорода в этом оксиде:

$m(\text{O}) = 100 \text{ г} - 49,55 \text{ г} = 50,45 \text{ г}$

Найдем количество вещества каждого элемента:

$n(\text{Mn}) = \frac{m(\text{Mn})}{M(\text{Mn})} = \frac{49,55 \text{ г}}{55 \text{ г/моль}} \approx 0,901 \text{ моль}$

$n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{50,45 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 3,153 \text{ моль}$

Найдем соотношение индексов $x:y$:

$x : y = n(\text{Mn}) : n(\text{O}) = 0,901 : 3,153$

Для нахождения целочисленного соотношения разделим оба числа на наименьшее из них (0,901):

$\frac{0,901}{0,901} : \frac{3,153}{0,901} \approx 1 : 3,5$

Чтобы получить целые числа, умножим соотношение на 2:

$1 \cdot 2 : 3,5 \cdot 2 = 2 : 7$

Следовательно, простейшая формула кислотного оксида — $\text{Mn}_2\text{O}_7$ (оксид марганца(VII)), который действительно проявляет кислотные свойства.

Ответ:

Формула основного оксида марганца — $\text{MnO}$. Формула кислотного оксида марганца — $\text{Mn}_2\text{O}_7$.