Страница 36 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

7. Назовите следующие бинарные соединения:

a) $FeCl_3$ —

б) $Al_2S_3$ —

в) $PbO_2$ —

г) $Mn_2O_7$ —

д) $Fe_2O_3$ —

е) $Al_4C_3$ —

а) FeCl₃

Это бинарное соединение состоит из катиона металла железа (Fe) и аниона неметалла хлора (Cl). Название таких солей образуется из названия аниона (с суффиксом "-ид") и названия катиона в родительном падеже. Хлор в хлоридах имеет постоянную степень окисления -1. Железо является переходным металлом и может проявлять разные степени окисления. Чтобы определить степень окисления железа в данном соединении, составим уравнение электронейтральности молекулы, приняв степень окисления железа за $x$: $x + 3 \cdot (-1) = 0$ $x - 3 = 0$ $x = +3$ Следовательно, степень окисления железа равна +3, что указывается в названии римской цифрой в скобках.

Ответ: Хлорид железа(III).

б) Al₂S₃

Это соединение состоит из алюминия (Al) и серы (S). Бинарные соединения серы с металлами называются сульфидами. Алюминий — металл главной подгруппы III группы, он имеет постоянную степень окисления +3. Сера в сульфидах имеет степень окисления -2. Так как степень окисления алюминия постоянна, указывать её в названии не требуется. Проверка по правилу электронейтральности: $2 \cdot (+3) + 3 \cdot (-2) = 6 - 6 = 0$.

Ответ: Сульфид алюминия.

в) PbO₂

Это соединение состоит из свинца (Pb) и кислорода (O). Бинарные соединения элементов с кислородом называются оксидами. Свинец — металл, который может проявлять переменные степени окисления (+2 и +4). Степень окисления кислорода в оксидах, как правило, равна -2. Определим степень окисления свинца ($x$): $x + 2 \cdot (-2) = 0$ $x - 4 = 0$ $x = +4$ Степень окисления свинца равна +4, что необходимо указать в названии.

Ответ: Оксид свинца(IV).

г) Mn₂O₇

Соединение состоит из марганца (Mn) и кислорода (O), следовательно, это оксид. Марганец — переходный металл с широким спектром возможных степеней окисления. Степень окисления кислорода равна -2. Определим степень окисления марганца ($x$): $2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = 0$ $2x - 14 = 0$ $2x = 14$ $x = +7$ Это высший оксид марганца, соответствующий его валентности VII.

Ответ: Оксид марганца(VII).

д) Fe₂O₃

Это соединение состоит из железа (Fe) и кислорода (O), это оксид железа. Как уже упоминалось, железо имеет переменную степень окисления. Степень окисления кислорода равна -2. Определим степень окисления железа ($x$): $2 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0$ $2x - 6 = 0$ $2x = 6$ $x = +3$ Степень окисления железа равна +3.

Ответ: Оксид железа(III).

е) Al₄C₃

Это соединение состоит из алюминия (Al) и углерода (C). Бинарные соединения металлов с углеродом называются карбидами. Алюминий имеет постоянную степень окисления +3. Так как у алюминия валентность постоянная, ее не указывают в названии. В данном соединении (метаниде) степень окисления углерода равна -4. Проверка: $4 \cdot (+3) + 3 \cdot (-4) = 12 - 12 = 0$.

Ответ: Карбид алюминия.

8. Для веществ молекулярного строения соблюдается закон.

независимо от способа получения вещества его состав остаётся постоянным.

В данном предложении пропущено название одного из основных законов химии. Утверждение «независимо от спососа получения вещества его состав остаётся постоянным» является точной формулировкой закона постоянства состава.

Этот закон был установлен французским химиком Жозефом Луи Прустом в период с 1797 по 1809 год. Согласно этому закону, любое химически чистое соединение с молекулярным строением (так называемые дальтониды) всегда содержит одни и те же химические элементы в строго определённых массовых соотношениях, вне зависимости от места, времени и способа его получения.

Наглядным примером является вода ($H_2O$). Независимо от того, получена ли вода из растопленного снега, в результате химической реакции или куплена в магазине, она всегда будет состоять из водорода и кислорода. Массовая доля кислорода в воде всегда составляет примерно 88,8%, а водорода — 11,2%. Это соотношение масс (примерно 8:1) является постоянным для любого образца чистой воды.

Следует отметить, что этот закон не распространяется на вещества немолекулярного строения с переменным составом, такие как некоторые сплавы, стекла, растворы (их называют бертоллидами). Однако вопрос чётко указывает на «вещества молекулярного строения», для которых закон строго выполняется.

Таким образом, полная фраза звучит так: Для веществ молекулярного строения соблюдается закон постоянства состава: независимо от способа получения вещества его состав остаётся постоянным.

Ответ: постоянства состава.

1. Составьте формулы бинарных соединений металлов с двух-валентной серой — __________, рассчитайте их $M_r$ и массовую долю металла:

а) лития __________, $M_r($ ) = __________

$w(\text{Li})$ = __________, или __________%

б) бария __________, $M_r($ ) = __________

$w(\text{Ba})$ = __________, или __________%

в) алюминия __________, $M_r($ ) = __________

$w(\text{Al})$ = __________, или __________%

г) свинца(IV) __________, $M_r($ ) = __________

$w(\text{Pb})$ = __________, или __________%

а) лития
Решение:
1. Составление формулы. Валентность лития (Li), как элемента I группы главной подгруппы, постоянна и равна I. Валентность серы (S) по условию задачи равна II. Для составления формулы бинарного соединения (сульфида лития) наименьшее общее кратное (НОК) валентностей (I и II) равно 2. Определяем индексы, разделив НОК на валентность каждого элемента: для лития $2 / I = 2$, для серы $2 / II = 1$. Таким образом, формула соединения — $Li_2S$.
2. Расчет относительной молекулярной массы ($M_r$). Используем округленные относительные атомные массы: $A_r(Li) = 7$, $A_r(S) = 32$.
$M_r(Li_2S) = 2 \cdot A_r(Li) + 1 \cdot A_r(S) = 2 \cdot 7 + 32 = 14 + 32 = 46$.
3. Расчет массовой доли металла ($w(Li)$).
$w(Li) = \frac{2 \cdot A_r(Li)}{M_r(Li_2S)} = \frac{2 \cdot 7}{46} = \frac{14}{46} \approx 0.304$.
В процентах: $0.304 \cdot 100\% = 30.4\%$.
Ответ: Формула: $Li_2S$, $M_r(Li_2S) = 46$, $w(Li) = 0.304$ или $30.4\%$.

б) бария
Решение:
1. Составление формулы. Валентность бария (Ba), как элемента II группы главной подгруппы, равна II. Валентность серы (S) равна II. Поскольку валентности равны, индексы в формуле равны 1. Формула соединения — $BaS$.
2. Расчет относительной молекулярной массы ($M_r$). Используем относительные атомные массы: $A_r(Ba) = 137$, $A_r(S) = 32$.
$M_r(BaS) = 1 \cdot A_r(Ba) + 1 \cdot A_r(S) = 137 + 32 = 169$.
3. Расчет массовой доли металла ($w(Ba)$).
$w(Ba) = \frac{1 \cdot A_r(Ba)}{M_r(BaS)} = \frac{137}{169} \approx 0.811$.
В процентах: $0.811 \cdot 100\% = 81.1\%$.
Ответ: Формула: $BaS$, $M_r(BaS) = 169$, $w(Ba) = 0.811$ или $81.1\%$.

в) алюминия
Решение:
1. Составление формулы. Валентность алюминия (Al) постоянна и равна III. Валентность серы (S) равна II. НОК(III, II) = 6. Индексы: для алюминия $6 / III = 2$, для серы $6 / II = 3$. Формула соединения — $Al_2S_3$.
2. Расчет относительной молекулярной массы ($M_r$). Используем относительные атомные массы: $A_r(Al) = 27$, $A_r(S) = 32$.
$M_r(Al_2S_3) = 2 \cdot A_r(Al) + 3 \cdot A_r(S) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 32 = 54 + 96 = 150$.
3. Расчет массовой доли металла ($w(Al)$).
$w(Al) = \frac{2 \cdot A_r(Al)}{M_r(Al_2S_3)} = \frac{2 \cdot 27}{150} = \frac{54}{150} = 0.36$.
В процентах: $0.36 \cdot 100\% = 36\%$.
Ответ: Формула: $Al_2S_3$, $M_r(Al_2S_3) = 150$, $w(Al) = 0.36$ или $36\%$.

г) свинца(IV)
Решение:
1. Составление формулы. Валентность свинца (Pb) указана в условии и равна IV. Валентность серы (S) равна II. НОК(IV, II) = 4. Индексы: для свинца $4 / IV = 1$, для серы $4 / II = 2$. Формула соединения — $PbS_2$.
2. Расчет относительной молекулярной массы ($M_r$). Используем относительные атомные массы: $A_r(Pb) = 207$, $A_r(S) = 32$.
$M_r(PbS_2) = 1 \cdot A_r(Pb) + 2 \cdot A_r(S) = 207 + 2 \cdot 32 = 207 + 64 = 271$.
3. Расчет массовой доли металла ($w(Pb)$).
$w(Pb) = \frac{1 \cdot A_r(Pb)}{M_r(PbS_2)} = \frac{207}{271} \approx 0.764$.
В процентах: $0.764 \cdot 100\% = 76.4\%$.
Ответ: Формула: $PbS_2$, $M_r(PbS_2) = 271$, $w(Pb) = 0.764$ или $76.4\%$.

2. Составьте формулы бинарных соединений кислорода __________ , рассчитайте их $M_r$ и массовую долю второго элемента:

а) меди(I)

__________ $M_r(\quad) = $ __________

$w(\text{Cu}) = $ __________ , или __________ %

б) железа(II)

__________ $M_r(\quad) = $ __________

$w(\text{Fe}) = $ __________ , или __________ %

в) серы(VI)

__________ $M_r(\quad) = $ __________

$w(\text{S}) = $ __________ , или __________ %

г) азота(IV)

__________ $M_r(\quad) = $ __________

$w(\text{N}) = $ __________ , или __________ %

Дано:

Бинарные соединения кислорода (оксиды) со следующими элементами:

а) медь(I)

б) железо(II)

в) сера(VI)

г) азот(IV)

Относительные атомные массы элементов (округленные):

$A_r(Cu) = 64$

$A_r(Fe) = 56$

$A_r(S) = 32$

$A_r(N) = 14$

$A_r(O) = 16$

Найти:

Для каждого соединения найти:

1. Химическую формулу.

2. Относительную молекулярную массу ($M_r$).

3. Массовую долю ($w$) первого элемента.

Решение:

Относительная молекулярная масса ($M_r$) вычисляется как сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы.

Массовая доля элемента ($w$) в соединении вычисляется по формуле: $w(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(соединения)}$, где $n$ — число атомов элемента в формуле, $A_r(Э)$ — его относительная атомная масса, $M_r(соединения)$ — относительная молекулярная масса соединения.

а) меди(I)

1. Составляем формулу оксида. Валентность меди (Cu) равна I, валентность кислорода (O) в оксидах — II. Чтобы сумма валентностей была равна нулю, на один атом кислорода с валентностью II должно приходиться два атома меди с валентностью I. Таким образом, формула оксида меди(I) — $Cu_2O$.

2. Рассчитываем относительную молекулярную массу $M_r(Cu_2O)$:
$M_r(Cu_2O) = 2 \cdot A_r(Cu) + 1 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 64 + 16 = 128 + 16 = 144$.

3. Рассчитываем массовую долю меди $w(Cu)$:
$w(Cu) = \frac{2 \cdot A_r(Cu)}{M_r(Cu_2O)} = \frac{2 \cdot 64}{144} = \frac{128}{144} \approx 0.889$.
В процентах: $w(Cu) = 0.889 \cdot 100\% = 88.9\%$.

Ответ: Формула: $Cu_2O$, $M_r(Cu_2O) = 144$, $w(Cu) = 0.889$ или $88.9\%$.

б) железа(II)

1. Составляем формулу оксида. Валентность железа (Fe) равна II, валентность кислорода (O) — II. Валентности равны, следовательно, атомы соединяются в соотношении 1:1. Формула оксида железа(II) — $FeO$.

2. Рассчитываем относительную молекулярную массу $M_r(FeO)$:
$M_r(FeO) = 1 \cdot A_r(Fe) + 1 \cdot A_r(O) = 56 + 16 = 72$.

3. Рассчитываем массовую долю железа $w(Fe)$:
$w(Fe) = \frac{1 \cdot A_r(Fe)}{M_r(FeO)} = \frac{56}{72} \approx 0.778$.
В процентах: $w(Fe) = 0.778 \cdot 100\% = 77.8\%$.

Ответ: Формула: $FeO$, $M_r(FeO) = 72$, $w(Fe) = 0.778$ или $77.8\%$.

в) серы(VI)

1. Составляем формулу оксида. Валентность серы (S) равна VI, валентность кислорода (O) — II. Наименьшее общее кратное валентностей 6 и 2 равно 6. Находим индексы: для серы $6 / VI = 1$, для кислорода $6 / II = 3$. Формула оксида серы(VI) — $SO_3$.

2. Рассчитываем относительную молекулярную массу $M_r(SO_3)$:
$M_r(SO_3) = 1 \cdot A_r(S) + 3 \cdot A_r(O) = 32 + 3 \cdot 16 = 32 + 48 = 80$.

3. Рассчитываем массовую долю серы $w(S)$:
$w(S) = \frac{1 \cdot A_r(S)}{M_r(SO_3)} = \frac{32}{80} = 0.4$.
В процентах: $w(S) = 0.4 \cdot 100\% = 40\%$.

Ответ: Формула: $SO_3$, $M_r(SO_3) = 80$, $w(S) = 0.4$ или $40\%$.

г) азота(IV)

1. Составляем формулу оксида. Валентность азота (N) равна IV, валентность кислорода (O) — II. Наименьшее общее кратное валентностей 4 и 2 равно 4. Находим индексы: для азота $4 / IV = 1$, для кислорода $4 / II = 2$. Формула оксида азота(IV) — $NO_2$.

2. Рассчитываем относительную молекулярную массу $M_r(NO_2)$:
$M_r(NO_2) = 1 \cdot A_r(N) + 2 \cdot A_r(O) = 14 + 2 \cdot 16 = 14 + 32 = 46$.

3. Рассчитываем массовую долю азота $w(N)$:
$w(N) = \frac{1 \cdot A_r(N)}{M_r(NO_2)} = \frac{14}{46} \approx 0.304$.
В процентах: $w(N) = 0.304 \cdot 100\% = 30.4\%$.

Ответ: Формула: $NO_2$, $M_r(NO_2) = 46$, $w(N) = 0.304$ или $30.4\%$.