Номер 3.31, страница 20, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.31. Сравните массовые доли калия, содержащегося в одинаковых количествах нитрата калия и хлорида калия.

Дано:

Соединения: нитрат калия ($KNO_3$) и хлорид калия ($KCl$).

Условие: количества веществ соединений равны, т.е. $n(KNO_3) = n(KCl)$.

Найти:

Сравнить массовую долю калия в нитрате калия $\omega(K \text{ в } KNO_3)$ и в хлориде калия $\omega(K \text{ в } KCl)$.

Решение:

Массовая доля элемента в сложном веществе — это отношение массы этого элемента в одной формульной единице к массе всей формульной единицы. Она рассчитывается по формуле:

$\omega(\text{элемента}) = \frac{N \cdot Ar(\text{элемента})}{Mr(\text{соединения})}$

где $N$ — число атомов данного элемента в молекуле (формульной единице), $Ar$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr$ — относительная молекулярная (формульная) масса соединения.

Массовая доля является характеристикой самого вещества и не зависит от его количества. Условие об одинаковых количествах веществ (молях) дано для корректности постановки задачи, но на сам расчет оно не влияет, так как мы сравниваем внутренние свойства соединений.

Для расчетов воспользуемся значениями относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (округленными до целых, кроме хлора):

$Ar(K) = 39$

$Ar(N) = 14$

$Ar(O) = 16$

$Ar(Cl) = 35.5$

Расчет массовой доли калия в нитрате калия ($KNO_3$)

1. Вычислим относительную молекулярную массу нитрата калия:

$Mr(KNO_3) = Ar(K) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 39 + 14 + 3 \cdot 16 = 39 + 14 + 48 = 101$

2. Рассчитаем массовую долю калия. В одной формульной единице $KNO_3$ содержится один атом калия ($N=1$):

$\omega(K \text{ в } KNO_3) = \frac{1 \cdot Ar(K)}{Mr(KNO_3)} = \frac{39}{101} \approx 0.386$ (или $38.6\%$).

Расчет массовой доли калия в хлориде калия ($KCl$)

1. Вычислим относительную молекулярную массу хлорида калия:

$Mr(KCl) = Ar(K) + Ar(Cl) = 39 + 35.5 = 74.5$

2. Рассчитаем массовую долю калия. В одной формульной единице $KCl$ содержится один атом калия ($N=1$):

$\omega(K \text{ в } KCl) = \frac{1 \cdot Ar(K)}{Mr(KCl)} = \frac{39}{74.5} \approx 0.523$ (или $52.3\%$).

Сравнение массовых долей

Сравниваем полученные значения:

$0.523 > 0.386$

Таким образом, $\omega(K \text{ в } KCl) > \omega(K \text{ в } KNO_3)$.

Ответ: массовая доля калия в хлориде калия (приблизительно $52.3\%$) больше, чем в нитрате калия (приблизительно $38.6\%$).