Номер 3.53, страница 21, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.53. Массовая доля химического элемента кальция в нитриде кальция равна

1) 42%

2) 60%

3) 81%

4) 101%

Для решения этой задачи необходимо рассчитать массовую долю кальция в химическом соединении нитрид кальция.

Дано:

Соединение: нитрид кальция.
Данные из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (округленные до целых чисел):
Относительная атомная масса кальция: $A_r(\text{Ca}) = 40$
Относительная атомная масса азота: $A_r(\text{N}) = 14$

Найти:

Массовую долю кальция $\omega(\text{Ca})$ в нитриде кальция.

Решение:

1. Сначала составим химическую формулу нитрида кальция. Кальций (Ca) — металл второй группы главной подгруппы, в соединениях он проявляет постоянную валентность II и степень окисления +2. Азот (N) в нитридах (соединениях с металлами) проявляет валентность III и степень окисления -3. Чтобы молекула была электронейтральной, нужно найти наименьшее общее кратное для валентностей (2 и 3), оно равно 6. Следовательно, в формуле будет $6/2=3$ атома кальция и $6/3=2$ атома азота. Химическая формула нитрида кальция — $\text{Ca}_3\text{N}_2$.

2. Теперь рассчитаем относительную молекулярную массу нитрида кальция ($M_r(\text{Ca}_3\text{N}_2)$). Она вычисляется как сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав формульной единицы вещества.

$M_r(\text{Ca}_3\text{N}_2) = 3 \cdot A_r(\text{Ca}) + 2 \cdot A_r(\text{N})$

$M_r(\text{Ca}_3\text{N}_2) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot 14 = 120 + 28 = 148$

3. Массовая доля элемента в веществе $(\omega)$ вычисляется по формуле:

$\omega(\text{элемента}) = \frac{n \cdot A_r(\text{элемента})}{M_r(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $n$ — это количество атомов данного элемента в формуле.

Подставим наши значения для расчета массовой доли кальция:

$\omega(\text{Ca}) = \frac{3 \cdot A_r(\text{Ca})}{M_r(\text{Ca}_3\text{N}_2)} \cdot 100\% = \frac{3 \cdot 40}{148} \cdot 100\% = \frac{120}{148} \cdot 100\%$

$\omega(\text{Ca}) \approx 0,8108 \cdot 100\% \approx 81,08\%$

Полученное значение округляем до целого числа, получаем 81%. Этот результат соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3) 81%.