Страница 21 - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.45. Рассчитайте массовую долю кислорода в соединении серы с кислородом, если известно, что 6,1 г его содержит 2,44 г серы. Выведите формулу данного вещества.

Дано:

$m(\text{соединения}) = 6,1 \, \text{г}$

$m(S) = 2,44 \, \text{г}$

Перевод в систему СИ:

$m(\text{соединения}) = 0,0061 \, \text{кг}$

$m(S) = 0,00244 \, \text{кг}$

Найти:

$\omega(O) - ?$

Формула вещества ($S_xO_y$) - ?

Решение:

1. Расчет массовой доли кислорода

Поскольку соединение состоит только из серы и кислорода, массу кислорода можно найти по закону сохранения массы, вычитая массу серы из общей массы соединения.

$m(O) = m(\text{соединения}) - m(S) = 6,1 \, \text{г} - 2,44 \, \text{г} = 3,66 \, \text{г}$

Массовая доля кислорода ($\omega(O)$) — это отношение массы кислорода к общей массе соединения.

$\omega(O) = \frac{m(O)}{m(\text{соединения})} = \frac{3,66 \, \text{г}}{6,1 \, \text{г}} = 0,6$

Для выражения в процентах результат умножается на 100%.

$\omega(O) = 0,6 \times 100\% = 60\%$

Ответ: массовая доля кислорода в соединении составляет $60\%$.

2. Вывод формулы вещества

Чтобы определить формулу вещества, необходимо найти соотношение количеств вещества (число молей) атомов серы и кислорода в соединении. Для этого используются молярные массы элементов: $M(S) \approx 32 \, \text{г/моль}$ и $M(O) \approx 16 \, \text{г/моль}$.

Рассчитаем количество вещества для каждого элемента:

Количество вещества серы:

$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{2,44 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,07625 \, \text{моль}$

Количество вещества кислорода:

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{3,66 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 0,22875 \, \text{моль}$

Соотношение индексов в формуле $S_xO_y$ равно мольному соотношению элементов:

$x : y = n(S) : n(O) = 0,07625 : 0,22875$

Для получения простейшего целочисленного соотношения разделим оба числа на наименьшее из них (0,07625):

$x : y = \frac{0,07625}{0,07625} : \frac{0,22875}{0,07625} = 1 : 3$

Следовательно, простейшая химическая формула вещества – $SO_3$ (оксид серы(VI)).

Ответ: формула вещества – $SO_3$.

3.46. Рассчитайте массовую долю железа в соединении железа с кислородом, если известно, что 6,8 г этого соединения содержат 4,76 г железа. Выведите формулу данного вещества.

Дано:

$m(соединения) = 6,8\ г$

$m(Fe) = 4,76\ г$

Найти:

$ω(Fe)\ -\ ?$

Формула вещества $- \ ?$

Решение:

Расчет массовой доли железа в соединении

Массовая доля элемента ($ω$) в соединении — это отношение массы элемента к общей массе соединения. Формула для расчета массовой доли железа:

$ω(Fe) = \frac{m(Fe)}{m(соединения)}$

Подставляем значения из условия задачи:

$ω(Fe) = \frac{4,76\ г}{6,8\ г} = 0,7$

Для выражения массовой доли в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$ω(Fe) = 0,7 \cdot 100\% = 70\%$

Ответ: Массовая доля железа в соединении составляет 70%.

Вывод формулы вещества

Соединение состоит из железа ($Fe$) и кислорода ($O$). Сначала найдем массу кислорода в данном количестве соединения:

$m(O) = m(соединения) - m(Fe) = 6,8\ г - 4,76\ г = 2,04\ г$

Для вывода химической формулы ($Fe_xO_y$) необходимо найти соотношение количеств вещества (молей) атомов железа и кислорода. Используем молярные массы элементов (округленные значения):

$M(Fe) \approx 56\ г/моль$

$M(O) \approx 16\ г/моль$

Рассчитаем количество вещества каждого элемента по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{4,76\ г}{56\ г/моль} = 0,085\ моль$

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{2,04\ г}{16\ г/моль} = 0,1275\ моль$

Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле равно соотношению количеств вещества:

$x : y = n(Fe) : n(O) = 0,085 : 0,1275$

Для нахождения простейшего целочисленного соотношения разделим оба значения на наименьшее из них (0,085):

$\frac{0,085}{0,085} : \frac{0,1275}{0,085} \implies 1 : 1,5$

Поскольку индексы в химической формуле должны быть целыми числами, умножим полученное соотношение на 2:

$1 \cdot 2 : 1,5 \cdot 2 \implies 2 : 3$

Следовательно, простейшая формула соединения — $Fe_2O_3$ (оксид железа(III)).

Ответ: Формула вещества — $Fe_2O_3$.

3.47. Рассчитайте массовую долю меди, содержащейся в соединении меди с кислородом, если известно, что 5,6 г его содержат 4,97 г меди. Выведите формулу данного вещества.

Дано:

$m(\text{соединения}) = 5,6 \text{ г}$
$m(\text{Cu}) = 4,97 \text{ г}$

Найти:

$w(\text{Cu}) - ?$
$\text{Формула вещества} - ?$

Решение:

1. Рассчитаем массовую долю меди ($w(\text{Cu})$) в соединении. Массовая доля элемента вычисляется как отношение массы этого элемента к общей массе соединения.
Формула для расчета массовой доли:
$w(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{m(\text{соединения})}$
Подставим данные из условия задачи:
$w(\text{Cu}) = \frac{4,97 \text{ г}}{5,6 \text{ г}} \approx 0,8875$
Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:
$w(\text{Cu}) = 0,8875 \cdot 100\% = 88,75\%$

2. Выведем химическую формулу соединения. Поскольку это соединение меди с кислородом, его формула будет иметь вид $Cu_xO_y$.
Сначала найдем массу кислорода в соединении, вычитая массу меди из общей массы соединения:
$m(\text{O}) = m(\text{соединения}) - m(\text{Cu}) = 5,6 \text{ г} - 4,97 \text{ г} = 0,63 \text{ г}$
Далее найдем количество вещества (число молей) для каждого элемента. Для этого используем молярные массы меди и кислорода ($M(\text{Cu}) \approx 63,5 \text{ г/моль}$, $M(\text{O}) \approx 16 \text{ г/моль}$):
$n(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{M(\text{Cu})} = \frac{4,97 \text{ г}}{63,5 \text{ г/моль}} \approx 0,0783 \text{ моль}$
$n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{0,63 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 0,0394 \text{ моль}$
Соотношение индексов $x:y$ в формуле равно молярному соотношению элементов $n(\text{Cu}):n(\text{O})$:
$x : y = n(\text{Cu}) : n(\text{O}) \approx 0,0783 : 0,0394$
Для получения простейших целочисленных индексов разделим оба значения на наименьшее из них (0,0394):
$x : y \approx \frac{0,0783}{0,0394} : \frac{0,0394}{0,0394} \approx 1,987 : 1$
Округляя полученные значения до ближайших целых чисел, получаем соотношение $2:1$.
Таким образом, простейшая формула соединения — $Cu_2O$ (оксид меди(I)).

Ответ: массовая доля меди в соединении составляет 88,75%; формула данного вещества — $Cu_2O$.

3.48. Выведите простейшую формулу соединения, в котором массовая доля кислорода составляет 56,34%, а массовая доля фосфора — 43,66%.

Дано:

Массовая доля кислорода, $\omega(O) = 56,34\%$
Массовая доля фосфора, $\omega(P) = 43,66\%$

Найти:

Простейшую формулу соединения ($P_xO_y$)

Решение:

Простейшая (эмпирическая) формула показывает соотношение атомов элементов в соединении. Это соотношение равно соотношению количеств вещества (числа молей) этих элементов.

1. Для удобства расчетов примем массу соединения равной 100 г. Тогда массы элементов в этом образце будут численно равны их массовым долям:

$m(O) = 100 \text{ г} \times 0,5634 = 56,34 \text{ г}$
$m(P) = 100 \text{ г} \times 0,4366 = 43,66 \text{ г}$

2. Найдем количество вещества каждого элемента, используя молярные массы. Относительная атомная масса фосфора $A_r(P) \approx 31$, кислорода $A_r(O) \approx 16$. Соответственно, молярные массы:

$M(P) \approx 31$ г/моль
$M(O) \approx 16$ г/моль

Рассчитаем количество вещества (в молях) по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(P) = \frac{43,66 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} \approx 1,408$ моль
$n(O) = \frac{56,34 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 3,521$ моль

3. Найдем соотношение индексов в формуле $P_xO_y$, которое равно соотношению количеств вещества:

$x : y = n(P) : n(O)$
$x : y = 1,408 : 3,521$

4. Чтобы найти целочисленное соотношение, разделим оба числа на наименьшее из них (1,408):

$x : y = \frac{1,408}{1,408} : \frac{3,521}{1,408}$
$x : y \approx 1 : 2,5$

5. Поскольку индексы в химической формуле должны быть целыми числами, умножим полученное соотношение на 2:

$x : y = (1 \times 2) : (2,5 \times 2)$
$x : y = 2 : 5$

Таким образом, простейшая формула соединения — $P_2O_5$.

Ответ: $P_2O_5$.

3.49. Выведите простейшую формулу водородного соединения углерода, в котором массовая доля углерода составляет 75%.

Дано:

Водородное соединение углерода ($C_xH_y$)

Массовая доля углерода $\omega(C) = 75\%$

Массовые доли являются безразмерными величинами, поэтому перевод в систему СИ не требуется.

Найти:

Простейшую формулу соединения — $C_xH_y$

Решение:

Простейшая (эмпирическая) формула вещества показывает соотношение атомов элементов в нем. Это соотношение равно соотношению количеств вещества (числа молей) этих элементов. Общая формула водородного соединения углерода — $C_xH_y$.

1. Поскольку соединение состоит только из углерода и водорода, суммарная массовая доля этих элементов равна 100%. Найдем массовую долю водорода:

$\omega(H) = 100\% - \omega(C) = 100\% - 75\% = 25\%$

2. Для нахождения соотношения атомов в молекуле удобно принять массу образца вещества равной 100 г. Тогда массы углерода и водорода в этом образце будут численно равны их массовым долям в граммах:

$m(C) = 100 \text{ г} \cdot 0.75 = 75 \text{ г}$

$m(H) = 100 \text{ г} \cdot 0.25 = 25 \text{ г}$

3. Теперь найдем количество вещества (в молях) для каждого элемента. Используем молярные массы, которые численно равны относительным атомным массам: $M(C) \approx 12 \text{ г/моль}$ и $M(H) \approx 1 \text{ г/моль}$.

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{75 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 6.25 \text{ моль}$

$n(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{25 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 25 \text{ моль}$

4. Соотношение индексов $x$ и $y$ в формуле $C_xH_y$ равно соотношению количеств вещества атомов:

$x : y = n(C) : n(H) = 6.25 : 25$

5. Чтобы получить простейшее целочисленное соотношение, разделим оба значения на наименьшее из них (в данном случае на 6.25):

$x = \frac{6.25}{6.25} = 1$

$y = \frac{25}{6.25} = 4$

Следовательно, простейшее соотношение атомов углерода к водороду равно 1:4. Таким образом, простейшая формула соединения — $CH_4$.

Ответ: Простейшая формула водородного соединения углерода — $CH_4$.

3.50. Выведите простейшую формулу соединения, в котором массовая доля натрия равна 32,4%, серы — 22,5%, кислорода — 45,1%.

Дано:

Массовая доля натрия $ω(Na) = 32,4\%$
Массовая доля серы $ω(S) = 22,5\%$
Массовая доля кислорода $ω(O) = 45,1\%$

Найти:

Простейшую формулу соединения — $Na_xS_yO_z$.

Решение:

Простейшая (эмпирическая) формула показывает соотношение числа атомов химических элементов в соединении. Это соотношение индексов ($x:y:z$) в формуле $Na_xS_yO_z$ равно соотношению количеств веществ (в молях) этих элементов:

$x:y:z = n(Na):n(S):n(O)$

Для удобства расчетов примем массу образца соединения равной 100 г. В этом случае массы элементов будут численно равны их массовым долям в процентах:

$m(Na) = 32,4 \text{ г}$
$m(S) = 22,5 \text{ г}$
$m(O) = 45,1 \text{ г}$

Теперь вычислим количество вещества каждого элемента по формуле $n = m/M$, используя атомные массы из периодической таблицы (округлим до целых для удобства, кроме натрия): $Ar(Na) \approx 23$ а.е.м., $Ar(S) \approx 32$ а.е.м., $Ar(O) \approx 16$ а.е.м. Соответственно, молярные массы: $M(Na) \approx 23$ г/моль, $M(S) \approx 32$ г/моль, $M(O) \approx 16$ г/моль.

$n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{32,4 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} \approx 1,409 \text{ моль}$
$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{22,5 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} \approx 0,703 \text{ моль}$
$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{45,1 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 2,819 \text{ моль}$

Найдем соотношение количеств веществ, разделив все значения на наименьшее из них (в данном случае это $n(S) \approx 0,703$ моль):

$x(Na): y(S): z(O) = \frac{1,409}{0,703} : \frac{0,703}{0,703} : \frac{2,819}{0,703}$

$x(Na): y(S): z(O) \approx 2 : 1 : 4$

Таким образом, простейшая формула соединения, в котором атомы натрия, серы и кислорода находятся в соотношении 2:1:4, — это $Na_2SO_4$ (сульфат натрия).

Ответ: простейшая формула соединения — $Na_2SO_4$.

Внимание, тесты!

3.51. Массовая доля химического элемента водорода в метане равна

1) 0,11

2) 0,25

3) 0,75

4) 1

Дано:

Соединение: метан ($CH_4$)

Относительная атомная масса углерода: $Ar(C) = 12$

Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) = 1$

Найти:

Массовую долю водорода в метане $\omega(H)$

Решение:

Массовая доля химического элемента в соединении определяется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{вещества})}$

где $\omega(Э)$ – массовая доля элемента, $n$ – число атомов этого элемента в молекуле, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, $Mr(\text{вещества})$ – относительная молекулярная масса вещества.

1. Сначала вычислим относительную молекулярную массу метана ($CH_4$):

$Mr(CH_4) = Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 16$

2. Теперь вычислим массовую долю водорода ($H$) в метане. В одной молекуле метана содержится 4 атома водорода ($n = 4$).

$\omega(H) = \frac{4 \cdot Ar(H)}{Mr(CH_4)} = \frac{4 \cdot 1}{16} = \frac{4}{16} = \frac{1}{4} = 0,25$

Полученное значение 0,25 соответствует варианту ответа под номером 2.

Ответ: 2

3.52. Массовая доля химического элемента углерода в метане равна

1) 15%

2) 25%

3) 75%

4) 100%

Дано:

Вещество — метан ($CH_4$).

Найти:

Массовую долю углерода ($ \omega(C) $) в метане.

Решение:

Массовая доля элемента в сложном веществе рассчитывается как отношение массы всех атомов этого элемента в молекуле к общей молекулярной массе вещества, выраженное в процентах. Формула для расчета:

$ \omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\% $

где:

$ \omega(Э) $ — массовая доля элемента,

$ n $ — количество атомов данного элемента в одной формульной единице вещества,

$ Ar(Э) $ — относительная атомная масса элемента,

$ Mr(вещества) $ — относительная молекулярная масса вещества.

1. Определим относительные атомные массы углерода (C) и водорода (H) по Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева (округлим до целых значений):

$ Ar(C) = 12 $

$ Ar(H) = 1 $

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу метана ($CH_4$). В молекуле метана один атом углерода и четыре атома водорода.

$ Mr(CH_4) = Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 16 $

3. Рассчитаем массовую долю углерода в метане. В молекуле метана содержится один атом углерода ($n = 1$).

$ \omega(C) = \frac{1 \cdot Ar(C)}{Mr(CH_4)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 12}{16} \cdot 100\% $

$ \omega(C) = \frac{12}{16} \cdot 100\% = 0,75 \cdot 100\% = 75\% $

Таким образом, массовая доля углерода в метане равна 75%, что соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3) 75%

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%.

3.54. Массовая доля химического элемента алюминия в сульфиде алюминия в долях единицы равна

1) $0,11$

2) $0,36$

3) $0,91$

4) $1,2$

Дано:

Соединение - сульфид алюминия.

Относительная атомная масса алюминия: $Ar(Al) = 27$.

Относительная атомная масса серы: $Ar(S) = 32$.

Найти:

Массовую долю алюминия $\omega(Al)$ в сульфиде алюминия.

Решение:

1. Определим химическую формулу сульфида алюминия. Алюминий (Al) в соединениях имеет постоянную валентность III (степень окисления +3). Сера (S) в сульфидах имеет валентность II (степень окисления -2). Чтобы составить формулу, найдем наименьшее общее кратное для валентностей: НОК(3, 2) = 6. Тогда индексы будут: для алюминия 6 / 3 = 2, для серы 6 / 2 = 3. Химическая формула сульфида алюминия: $Al_2S_3$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу ($Mr$) сульфида алюминия $Al_2S_3$. Она равна сумме произведений относительных атомных масс элементов на число их атомов в молекуле.

$Mr(Al_2S_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot Ar(S)$

$Mr(Al_2S_3) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 32 = 54 + 96 = 150$

3. Рассчитаем массовую долю ($\omega$) алюминия в соединении. Массовая доля элемента равна отношению суммарной массы атомов этого элемента в молекуле к относительной молекулярной массе всего соединения.

$\omega(Al) = \frac{2 \cdot Ar(Al)}{Mr(Al_2S_3)}$

Подставляем числовые значения:

$\omega(Al) = \frac{2 \cdot 27}{150} = \frac{54}{150} = 0,36$

Таким образом, массовая доля алюминия в сульфиде алюминия составляет 0,36 (или 36%). Этот результат соответствует варианту ответа 2).

Ответ: 2) 0,36

3.55. Массовая доля химического элемента водорода в молекуле метанола $CH_4O$ составляет

1) 0,125

2) 0,251

3) 0,376

4) 0,400

Дано:

Химическая формула метанола: $CH_4O$.

Найти:

Массовую долю водорода $\omega(H)$ в молекуле метанола.

Решение:

Массовая доля химического элемента в сложном веществе определяется как отношение массы всех атомов этого элемента в молекуле к относительной молекулярной массе всего вещества. Формула для расчета:
$\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)}$
где $\omega(Э)$ – массовая доля элемента, $n$ – число атомов данного элемента в формуле вещества, $A_r(Э)$ – относительная атомная масса элемента, $M_r(вещества)$ – относительная молекулярная масса вещества.

1. Определим относительные атомные массы элементов по Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, округлив значения до целых чисел:
$A_r(C) = 12$
$A_r(H) = 1$
$A_r(O) = 16$

2. Вычислим относительную молекулярную массу метанола ($CH_4O$):
$M_r(CH_4O) = 1 \cdot A_r(C) + 4 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O)$
$M_r(CH_4O) = 1 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 12 + 4 + 16 = 32$

3. Теперь рассчитаем массовую долю водорода (H) в молекуле метанола. В одной молекуле метанола содержится 4 атома водорода, поэтому $n = 4$.
$\omega(H) = \frac{4 \cdot A_r(H)}{M_r(CH_4O)} = \frac{4 \cdot 1}{32} = \frac{4}{32} = \frac{1}{8} = 0,125$

Полученное значение 0,125 соответствует варианту ответа 1.

Ответ: 0,125.

3.56. Массовая доля химического элемента углерода в молекуле этанола $C_2H_6O$ составляет

1) 10%

2) 23,6%

3) 41,0%

4) 52,2%

Дано:

Молекулярная формула этанола: $C₂H₆O$.

Найти:

Массовую долю углерода $ω(C)$ в молекуле этанола.

Решение:

Массовая доля химического элемента в сложном веществе определяется отношением суммарной массы атомов этого элемента в молекуле к относительной молекулярной массе всего вещества. Расчет производится по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $ω(Э)$ – массовая доля элемента, $n$ – число атомов данного элемента в молекуле, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ – относительная молекулярная масса вещества.

1. Для расчета нам потребуются относительные атомные массы элементов, которые можно найти в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Округлим их до целых значений:

- Относительная атомная масса углерода (C): $Ar(C) = 12$.

- Относительная атомная масса водорода (H): $Ar(H) = 1$.

- Относительная атомная масса кислорода (O): $Ar(O) = 16$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу этанола ($C₂H₆O$). Она равна сумме масс всех атомов в молекуле:

$Mr(C₂H₆O) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 24 + 6 + 16 = 46$.

3. Теперь рассчитаем массовую долю углерода (C) в этаноле. Согласно формуле $C₂H₆O$, в одной молекуле этанола содержится 2 атома углерода ($n=2$):

$ω(C) = \frac{2 \cdot Ar(C)}{Mr(C₂H₆O)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 12}{46} \cdot 100\% = \frac{24}{46} \cdot 100\% \approx 0,52174 \cdot 100\% \approx 52,174\%$.

При округлении до десятых долей процента получаем 52,2%. Это значение соответствует четвертому варианту ответа.

Ответ: 4) 52,2%