Страница 33 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Не производя вычислений, расположите соединения серы в порядке возрастания её массовой доли:

а) пирит $FeS$

б) сернистый газ $SO_2$

в) сероуглерод $CS_2$

г) сернистый ангидрид $SO_3$

д) халькопирит $FeCuS_2$

Ответ: _________________

Решение

Для того чтобы расположить соединения в порядке возрастания массовой доли серы, не производя точных вычислений, сравним соотношение масс атомов серы и других элементов в каждом соединении. Массовая доля элемента тем выше, чем больше его вклад в общую массу молекулы. Будем использовать округленные значения относительных атомных масс элементов: $Ar(C) \approx 12$; $Ar(O) \approx 16$; $Ar(S) \approx 32$; $Ar(Fe) \approx 56$; $Ar(Cu) \approx 63.5$.

Проанализируем каждое соединение, оценивая отношение массы остальных элементов к массе серы. Чем больше это отношение, тем меньше массовая доля серы.

а) пирит FeS

В этом соединении на один атом серы (масса $\approx 32$) приходится один атом железа (масса $\approx 56$). Так как масса железа больше массы серы, массовая доля серы меньше 50%. Отношение массы «несерной» части к массе серы составляет $56/32 = 1.75$.

б) сернистый газ SO₂

Здесь на один атом серы (масса $\approx 32$) приходятся два атома кислорода (общая масса $2 \cdot 16 = 32$). Массы серной и кислородной частей равны, поэтому массовая доля серы составляет ровно 50%. Отношение масс равно $32/32 = 1$.

в) сероуглерод CS₂

В сероуглероде на два атома серы (общая масса $2 \cdot 32 = 64$) приходится один атом углерода (масса $\approx 12$). Масса серы значительно превосходит массу углерода, поэтому массовая доля серы в этом соединении будет наибольшей среди всех представленных. Отношение массы «несерной» части к массе серы составляет $12/64 \approx 0.19$.

г) серный ангидрид SO₃

В этом соединении на один атом серы (масса $\approx 32$) приходятся три атома кислорода (общая масса $3 \cdot 16 = 48$). Масса кислорода больше массы серы, поэтому её доля меньше 50%. Отношение масс составляет $48/32 = 1.5$.

д) халькопирит FeCuS₂

Здесь на два атома серы (общая масса $2 \cdot 32 = 64$) приходятся один атом железа (масса $\approx 56$) и один атом меди (масса $\approx 63.5$). Суммарная масса металлов ($56+63.5=119.5$) значительно больше массы серы. Массовая доля серы будет очень низкой. Отношение масс «несерной» части к массе серы составляет $119.5/64 \approx 1.87$.

Теперь расположим соединения в порядке возрастания массовой доли серы. Это будет соответствовать порядку убывания вычисленного соотношения масс (масса других элементов / масса серы).

Порядок убывания соотношения: FeCuS₂ ($\approx 1.87$) > FeS ($1.75$) > SO₃ ($1.5$) > SO₂ ($1$) > CS₂ ($\approx 0.19$).

Следовательно, ряд по возрастанию массовой доли серы будет обратным:

д) FeCuS₂ < а) FeS < г) SO₃ < б) SO₂ < в) CS₂

Ответ: д, а, г, б, в.

5. Расположите вещества в порядке возрастания в них массовой доли фосфора:

а) фосфид кальция $M_r(\text{Ca}_3\text{P}_4) = $

$w(\text{P}) = $

б) фосфорный ангидрид $M_r(\text{P}_2\text{O}_5) = $

$w(\text{P}) = $

в) фосфат калия $M_r(\text{K}_3\text{PO}_4) = $

$w(\text{P}) = $

г) пирофосфорная кислота $M_r(\text{H}_4\text{P}_2\text{O}_7) = $

$w(\text{P}) = $

Ответ:

Дано:

Вещества:

а) фосфид кальция ($Ca_3P_4$)

б) фосфорный ангидрид ($P_2O_5$)

в) фосфат калия ($K_3PO_4$)

г) пирофосфорная кислота ($H_4P_2O_7$)

Для расчетов используем округленные относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: $A_r(Ca) = 40$, $A_r(P) = 31$, $A_r(O) = 16$, $A_r(K) = 39$, $A_r(H) = 1$.

Найти:

Для каждого вещества рассчитать относительную молекулярную массу ($M_r$) и массовую долю фосфора ($w(P)$). Расположить вещества в порядке возрастания массовой доли фосфора.

Решение:

Массовая доля элемента ($w(E)$) в веществе вычисляется по формуле: $w(E) = \frac{n \cdot A_r(E)}{M_r(\text{вещества})}$, где $n$ — число атомов элемента в формульной единице, $A_r(E)$ — его относительная атомная масса, а $M_r$ — относительная молекулярная (или формульная) масса всего вещества.

а) фосфид кальция ($Ca_3P_4$)

Относительная молекулярная масса: $M_r(Ca_3P_4) = 3 \cdot A_r(Ca) + 4 \cdot A_r(P) = 3 \cdot 40 + 4 \cdot 31 = 120 + 124 = 244$.

Массовая доля фосфора: $w(P) = \frac{4 \cdot A_r(P)}{M_r(Ca_3P_4)} = \frac{4 \cdot 31}{244} = \frac{124}{244} \approx 0.5082$ или $50.82\%$.

Ответ: $M_r(Ca_3P_4) = 244$; $w(P) = 50.82\%$

б) фосфорный ангидрид ($P_2O_5$)

Относительная молекулярная масса: $M_r(P_2O_5) = 2 \cdot A_r(P) + 5 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142$.

Массовая доля фосфора: $w(P) = \frac{2 \cdot A_r(P)}{M_r(P_2O_5)} = \frac{2 \cdot 31}{142} = \frac{62}{142} \approx 0.4366$ или $43.66\%$.

Ответ: $M_r(P_2O_5) = 142$; $w(P) = 43.66\%$

в) фосфат калия ($K_3PO_4$)

Относительная молекулярная масса: $M_r(K_3PO_4) = 3 \cdot A_r(K) + A_r(P) + 4 \cdot A_r(O) = 3 \cdot 39 + 31 + 4 \cdot 16 = 117 + 31 + 64 = 212$.

Массовая доля фосфора: $w(P) = \frac{A_r(P)}{M_r(K_3PO_4)} = \frac{31}{212} \approx 0.1462$ или $14.62\%$.

Ответ: $M_r(K_3PO_4) = 212$; $w(P) = 14.62\%$

г) пирофосфорная кислота ($H_4P_2O_7$)

Относительная молекулярная масса: $M_r(H_4P_2O_7) = 4 \cdot A_r(H) + 2 \cdot A_r(P) + 7 \cdot A_r(O) = 4 \cdot 1 + 2 \cdot 31 + 7 \cdot 16 = 4 + 62 + 112 = 178$.

Массовая доля фосфора: $w(P) = \frac{2 \cdot A_r(P)}{M_r(H_4P_2O_7)} = \frac{2 \cdot 31}{178} = \frac{62}{178} \approx 0.3483$ или $34.83\%$.

Ответ: $M_r(H_4P_2O_7) = 178$; $w(P) = 34.83\%$

Теперь сравним полученные значения массовой доли фосфора и расположим вещества в порядке их возрастания:

$w(P)_{\text{в, фосфат калия}} (14.62\%) < w(P)_{\text{г, пирофосфорная кислота}} (34.83\%) < w(P)_{\text{б, фосфорный ангидрид}} (43.66\%) < w(P)_{\text{а, фосфид кальция}} (50.82\%)$.

Таким образом, порядок возрастания массовой доли фосфора соответствует последовательности: в, г, б, а.

Ответ: в, г, б, а.

6. Одинаковые относительные молекулярные массы имеют вещества:

1) азот $M_r(\text{N}_2) = $

2) фосфорная кислота $M_r(\text{H}_3\text{PO}_4) = $

3) этилен $M_r(\text{C}_2\text{H}_4) = $

4) серная кислота $M_r(\text{H}_2\text{SO}_4) = $

Ответ: и ; и

Для того чтобы найти вещества с одинаковой относительной молекулярной массой ($M_r$), необходимо рассчитать эту величину для каждого соединения. Относительная молекулярная масса вычисляется как сумма относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в состав молекулы.

Используем следующие округленные значения относительных атомных масс: $A_r(H)=1$, $A_r(C)=12$, $A_r(N)=14$, $A_r(O)=16$, $A_r(P)=31$, $A_r(S)=32$.

Решение

1) азот $M_r(N_2)$ = $2 \cdot A_r(N) = 2 \cdot 14 = 28$.
Ответ: 28.

2) фосфорная кислота $M_r(H_3PO_4)$ = $3 \cdot A_r(H) + A_r(P) + 4 \cdot A_r(O) = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 3 + 31 + 64 = 98$.
Ответ: 98.

3) этилен $M_r(C_2H_4)$ = $2 \cdot A_r(C) + 4 \cdot A_r(H) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 24 + 4 = 28$.
Ответ: 28.

4) серная кислота $M_r(H_2SO_4)$ = $2 \cdot A_r(H) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98$.
Ответ: 98.

Сравнивая результаты, мы видим, что одинаковые относительные молекулярные массы имеют две пары веществ:
- азот ($N_2$, пункт 1) и этилен ($C_2H_4$, пункт 3), их $M_r = 28$.
- фосфорная кислота ($H_3PO_4$, пункт 2) и серная кислота ($H_2SO_4$, пункт 4), их $M_r = 98$.

Ответ: 1 и 3; 2 и 4.

1. Валентность — это ___________________________

1. Валентность — это способность атомов химического элемента образовывать определённое число химических связей с другими атомами. Это фундаментальное химическое понятие, которое количественно характеризует способность атомов соединяться друг с другом.

Валентность атома определяется числом его неспаренных электронов, которые участвуют в образовании химических связей. В зависимости от типа химической связи, валентность можно определить следующим образом:

• В соединениях с ковалентной связью, где атомы обобществляют электроны, валентность равна числу образованных атомом ковалентных связей (общих электронных пар). Например, в молекуле воды ($H_2O$) кислород образует две связи, поэтому его валентность равна II, а каждый атом водорода образует одну связь, и его валентность равна I. В молекуле метана ($CH_4$) атом углерода образует четыре связи, следовательно, он четырёхвалентен.

• В соединениях с ионной связью, где происходит передача электронов от одного атома к другому, валентность численно равна заряду иона, то есть количеству отданных или принятых электронов. Например, в хлориде натрия ($NaCl$) атом натрия отдает один электрон, образуя ион $Na^+$, поэтому его валентность равна I. Атом хлора принимает один электрон, образуя ион $Cl^-$, его валентность также равна I.

Многие химические элементы могут проявлять переменную валентность, то есть образовывать разное число связей в разных соединениях. Например, сера (S) может иметь валентность II (в сероводороде $H_2S$), IV (в диоксиде серы $SO_2$) и VI (в триоксиде серы $SO_3$). Это связано с возможностью перехода атома в возбуждённое состояние, при котором увеличивается число неспаренных электронов, способных участвовать в образовании связей.

Ответ: Валентность — это число химических связей, которые атом данного элемента образует с другими атомами.

2. Формулы, в которых валентности элементов обозначены чёрточками, называют.

Решение

В данном вопросе требуется указать название для химических формул, в которых связи между атомами, соответствующие их валентности, изображены в виде чёрточек. Такие формулы наглядно показывают структуру молекулы, то есть порядок соединения атомов.

В химии для этого используются термины структурные формулы, графические формулы или, что является синонимом, формулы строения. В задании для вписывания ответа предложено 15 клеток. Проверим, какой из терминов подходит по количеству букв.

Термин «формулы строения» состоит из двух слов: «формулы» (7 букв) и «строения» (8 букв). Суммарное количество букв составляет 7 + 8 = 15. Это в точности совпадает с количеством предложенных клеток, если предположить, что слова нужно вписать слитно, без пробела. Конструкция «называют [что?] формулы строения» грамматически верна.

Ответ: формулы строения.