Номер 3.39, страница 20, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.39. Рассчитайте массовые доли элементов в гидрофосфате калия.

Дано:

Гидрофосфат калия

Найти:

$\omega(K)$, $\omega(H)$, $\omega(P)$, $\omega(O)$ — ?

Решение:

1. Сначала определим химическую формулу гидрофосфата калия. Гидрофосфат-ион ($HPO_4^{2-}$) является кислотным остатком ортофосфорной кислоты и имеет заряд 2-. Ион калия ($K^{+}$) имеет заряд 1+. Для образования электронейтральной молекулы требуется два иона калия на один гидрофосфат-ион. Таким образом, химическая формула соединения — $K_2HPO_4$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу ($Mr$) гидрофосфата калия. Для этого нам понадобятся относительные атомные массы ($Ar$) элементов из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (округляем до целых значений):
$Ar(K) = 39$
$Ar(H) = 1$
$Ar(P) = 31$
$Ar(O) = 16$

Теперь рассчитаем $Mr$ для $K_2HPO_4$:

$Mr(K_2HPO_4) = 2 \cdot Ar(K) + 1 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 39 + 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 78 + 1 + 31 + 64 = 174$.

3. Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении рассчитывается по формуле:

$\omega(\text{элемента}) = \frac{n \cdot Ar(\text{элемента})}{Mr(\text{соединения})} \cdot 100\%$

где $n$ — количество атомов элемента в формуле соединения.

Рассчитаем массовые доли для каждого элемента в $K_2HPO_4$:

Массовая доля калия (K):
$\omega(K) = \frac{2 \cdot 39}{174} \cdot 100\% = \frac{78}{174} \cdot 100\% \approx 44,83\%$

Массовая доля водорода (H):
$\omega(H) = \frac{1 \cdot 1}{174} \cdot 100\% = \frac{1}{174} \cdot 100\% \approx 0,57\%$

Массовая доля фосфора (P):
$\omega(P) = \frac{1 \cdot 31}{174} \cdot 100\% = \frac{31}{174} \cdot 100\% \approx 17,82\%$

Массовая доля кислорода (O):
$\omega(O) = \frac{4 \cdot 16}{174} \cdot 100\% = \frac{64}{174} \cdot 100\% \approx 36,78\%$

Для проверки сложим полученные массовые доли:

$44,83\% + 0,57\% + 17,82\% + 36,78\% = 100,00\%$. Сумма сходится, расчеты верны.

Ответ: массовые доли элементов в гидрофосфате калия составляют: калий $\omega(K) \approx 44,83\%$; водород $\omega(H) \approx 0,57\%$; фосфор $\omega(P) \approx 17,82\%$; кислород $\omega(O) \approx 36,78\%$.