Номер 3.25, страница 19, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

Часть I. Вычисления по химическим формулам. 3. Массовая доля химического элемента. Вывод формулы вещества - номер 3.25, страница 19.

Условие.

3.25. Рассчитайте массовые доли элементов в двойном суперфосфате.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Двойной суперфосфат

Найти:

Массовые доли элементов (Ca, P, O, H) в двойном суперфосфате - $ \omega(Э) $

Решение:

Двойной суперфосфат — это концентрированное фосфорное удобрение. Его основной компонент — дигидрофосфат кальция. В отличие от простого суперфосфата, он не содержит балластный сульфат кальция. Промышленный продукт обычно содержит кристаллизационную воду, поэтому для расчетов будем использовать формулу моногидрата дигидрофосфата кальция: $ Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O $.

Для расчета найдем молярную массу соединения. Используем относительные атомные массы элементов (округленные):
$ Ar(Ca) = 40 \text{ а.е.м.} $
$ Ar(H) = 1 \text{ а.е.м.} $
$ Ar(P) = 31 \text{ а.е.м.} $
$ Ar(O) = 16 \text{ а.е.м.} $

Молекула $ Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O $ содержит 1 атом кальция (Ca), 6 атомов водорода (H), 2 атома фосфора (P) и 9 атомов кислорода (O).

Относительная молекулярная масса $ Mr(Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O) $ равна:
$ Mr = 1 \cdot Ar(Ca) + 6 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(P) + 9 \cdot Ar(O) $
$ Mr = 1 \cdot 40 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 31 + 9 \cdot 16 = 40 + 6 + 62 + 144 = 252 \text{ а.е.м.} $
Молярная масса $ M $ численно равна относительной молекулярной массе и составляет $ 252 \text{ г/моль} $.

Теперь рассчитаем массовые доли каждого элемента по формуле: $ \omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{соединения})} \cdot 100\% $, где $ n $ - число атомов элемента в молекуле.

Массовая доля кальция (Ca):
$ \omega(Ca) = \frac{1 \cdot 40}{252} \approx 0.1587 \rightarrow 15.87\% $

Массовая доля водорода (H):
$ \omega(H) = \frac{6 \cdot 1}{252} \approx 0.0238 \rightarrow 2.38\% $

Массовая доля фосфора (P):
$ \omega(P) = \frac{2 \cdot 31}{252} = \frac{62}{252} \approx 0.2460 \rightarrow 24.60\% $

Массовая доля кислорода (O):
$ \omega(O) = \frac{9 \cdot 16}{252} = \frac{144}{252} \approx 0.5714 \rightarrow 57.14\% $

Проверка: $ 15.87\% + 2.38\% + 24.60\% + 57.14\% = 99.99\% $. Сумма близка к 100%, расхождение связано с округлением.

Ответ:

Массовые доли элементов в двойном суперфосфате ($ Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O $) составляют:
Кальций (Ca): $ \approx 15.87\% $
Водород (H): $ \approx 2.38\% $
Фосфор (P): $ \approx 24.60\% $
Кислород (O): $ \approx 57.14\% $