Номер 8, страница 139 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

8. Наибольшая массовая доля серы в веществе, формула которого

1) $K_2S$ 2) $H_2S$ 3) $Li_2S$ 4) $Na_2S$

Дано:

Вещества: сульфид калия ($K_2S$), сероводород ($H_2S$), сульфид лития ($Li_2S$), сульфид натрия ($Na_2S$).

Относительные атомные массы (округленные):

• $Ar(K) = 39$
• $Ar(H) = 1$
• $Ar(Li) = 7$
• $Ar(Na) = 23$
• $Ar(S) = 32$

Найти:

Вещество с наибольшей массовой долей серы ($ω(S)$).

Решение:

Массовая доля элемента в веществе вычисляется по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Все представленные вещества имеют общую формулу $X_2S$, где $X$ — это $K, H, Li$ или $Na$. В каждой молекуле содержится один атом серы ($n=1$). Следовательно, формула для массовой доли серы в этих соединениях выглядит так:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(X_2S)} = \frac{Ar(S)}{2 \cdot Ar(X) + Ar(S)}$

Из формулы видно, что массовая доля серы ($ω(S)$) будет тем больше, чем меньше будет знаменатель, то есть чем меньше относительная молекулярная масса вещества ($Mr(X_2S)$). Поскольку атомная масса серы ($Ar(S)$) — постоянная величина, для минимизации молекулярной массы необходимо, чтобы атомная масса элемента $X$ ($Ar(X)$) была наименьшей.

Сравним атомные массы катионообразующих элементов:

$Ar(H) = 1$ < $Ar(Li) = 7$ < $Ar(Na) = 23$ < $Ar(K) = 39$

Наименьшую атомную массу имеет водород ($H$). Следовательно, сероводород ($H_2S$) должен иметь наибольшую массовую долю серы. Проверим это расчетами для каждого вещества.

1) K₂S

Относительная молекулярная масса сульфида калия:

$Mr(K_2S) = 2 \cdot Ar(K) + Ar(S) = 2 \cdot 39 + 32 = 78 + 32 = 110$

Массовая доля серы в сульфиде калия:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(K_2S)} = \frac{32}{110} \approx 0,291$ или $29,1\%$

2) H₂S

Относительная молекулярная масса сероводорода:

$Mr(H_2S) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(S) = 2 \cdot 1 + 32 = 2 + 32 = 34$

Массовая доля серы в сероводороде:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(H_2S)} = \frac{32}{34} \approx 0,941$ или $94,1\%$

3) Li₂S

Относительная молекулярная масса сульфида лития:

$Mr(Li_2S) = 2 \cdot Ar(Li) + Ar(S) = 2 \cdot 7 + 32 = 14 + 32 = 46$

Массовая доля серы в сульфиде лития:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(Li_2S)} = \frac{32}{46} \approx 0,696$ или $69,6\%$

4) Na₂S

Относительная молекулярная масса сульфида натрия:

$Mr(Na_2S) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) = 2 \cdot 23 + 32 = 46 + 32 = 78$

Массовая доля серы в сульфиде натрия:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(Na_2S)} = \frac{32}{78} \approx 0,410$ или $41,0\%$

Сравнивая полученные результаты:

$ω(S)$ в $H_2S$ ($94,1\%$) > $ω(S)$ в $Li_2S$ ($69,6\%$) > $ω(S)$ в $Na_2S$ ($41,0\%$) > $ω(S)$ в $K_2S$ ($29,1\%$).

Таким образом, наибольшая массовая доля серы в сероводороде ($H_2S$).

Ответ: 2) $H_2S$