Страница 22 - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.57. Массовая доля химического элемента магния в сульфате магния составляет

1) $0,10$

2) $0,20$

3) $0,30$

4) $0,40$

Дано:

Соединение: сульфат магния ($MgSO_4$).

Найти:

Массовую долю магния $ω(\text{Mg})$ в сульфате магния.

Решение:

Массовая доля химического элемента в веществе рассчитывается как отношение массы всех атомов этого элемента в молекуле к относительной молекулярной массе всего вещества.

1. Запишем химическую формулу сульфата магния. Ион магния имеет заряд +2 ($Mg^{2+}$), сульфат-ион — заряд -2 ($SO_4^{2-}$). Таким образом, химическая формула соединения — $MgSO_4$.

2. Найдем относительные атомные массы ($Ar$) элементов, входящих в состав сульфата магния, используя периодическую таблицу химических элементов Д.И. Менделеева (округляя до целых чисел):

• $Ar(\text{Mg}) = 24$
• $Ar(\text{S}) = 32$
• $Ar(\text{O}) = 16$

3. Рассчитаем относительную молекулярную массу ($Mr$) сульфата магния ($MgSO_4$):

$Mr(MgSO_4) = Ar(\text{Mg}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O})$

$Mr(MgSO_4) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 56 + 64 = 120$

4. Теперь рассчитаем массовую долю магния ($ω(\text{Mg})$) по формуле:

$ω(\text{Mg}) = \frac{n \cdot Ar(\text{Mg})}{Mr(MgSO_4)}$

где $n$ — количество атомов магния в одной формульной единице (в данном случае $n=1$).

$ω(\text{Mg}) = \frac{1 \cdot 24}{120} = \frac{24}{120}$

Сократим дробь:

$ω(\text{Mg}) = \frac{24 \div 24}{120 \div 24} = \frac{1}{5} = 0,20$

Таким образом, массовая доля магния в сульфате магния составляет 0,20 или 20%.

Сравнив полученный результат с предложенными вариантами, мы видим, что он соответствует варианту 2).

Ответ: 2) 0,20

3.58. Массовая доля химического элемента цинка в сульфате цинка составляет

1) 20,2%

2) 30,3%

3) 40,4%

4) 50,5%

Дано:

Соединение - сульфат цинка ($ZnSO_4$).

Найти:

Массовую долю цинка ($ω(Zn)$) в сульфате цинка.

Решение:

Массовая доля химического элемента в соединении определяется как отношение массы этого элемента в молекуле к общей массе молекулы, выраженное в процентах. Формула для расчета:

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

где $ω(Э)$ – массовая доля элемента, $n$ – количество атомов данного элемента в формуле соединения, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, а $Mr(соед.)$ – относительная молекулярная (формульная) масса соединения.

1. Химическая формула сульфата цинка – $ZnSO_4$.

2. Найдем относительные атомные массы элементов по периодической таблице Д.И. Менделеева, округляя до целых значений для стандартных школьных расчетов:

• $Ar(Zn) = 65$
• $Ar(S) = 32$
• $Ar(O) = 16$

3. Рассчитаем относительную молекулярную массу сульфата цинка ($ZnSO_4$):

$Mr(ZnSO_4) = Ar(Zn) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)$

$Mr(ZnSO_4) = 65 + 32 + 4 \cdot 16 = 97 + 64 = 161$

4. Теперь вычислим массовую долю цинка ($Zn$) в сульфате цинка. В одной формульной единице $ZnSO_4$ содержится один атом цинка, поэтому $n=1$.

$ω(Zn) = \frac{1 \cdot Ar(Zn)}{Mr(ZnSO_4)} \cdot 100\% = \frac{65}{161} \cdot 100\% \approx 0,4037 \cdot 100\% \approx 40,4\%$

Полученное значение 40,4% соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3) 40,4%

3.59. Массовая доля химического элемента азота в нитрате меди(II) в процентах составляет _____

Дано:

Соединение: нитрат меди(II).

Найти:

Массовую долю азота $ω(N)$ в нитрате меди(II).

Решение:

1. Сначала определим химическую формулу нитрата меди(II). Ион меди(II) имеет заряд $Cu^{2+}$, а нитрат-ион — $NO_3^−$. Для создания нейтральной молекулы необходимо два нитрат-иона на один ион меди. Следовательно, формула соединения: $Cu(NO_3)_2$.

2. Далее рассчитаем относительную молекулярную массу ($Mr$) нитрата меди(II). Для этого используем относительные атомные массы ($Ar$) элементов из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (значение для меди округлим до десятых, для остальных — до целых):

• $Ar(Cu) = 63.5$
• $Ar(N) = 14$
• $Ar(O) = 16$

Молекулярная масса $Cu(NO_3)_2$ вычисляется как сумма масс всех атомов в формульной единице:

$Mr(Cu(NO_3)_2) = Ar(Cu) + 2 \cdot (Ar(N) + 3 \cdot Ar(O))$

$Mr(Cu(NO_3)_2) = 63.5 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 63.5 + 2 \cdot (14 + 48) = 63.5 + 2 \cdot 62 = 63.5 + 124 = 187.5$

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

$ω(Элемент) = \frac{n \cdot Ar(Элемент)}{Mr(Вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — это количество атомов данного элемента в одной формульной единице.

В молекуле $Cu(NO_3)_2$ содержится 2 атома азота ($N$).

4. Теперь мы можем рассчитать массовую долю азота:

$ω(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(Cu(NO_3)_2)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{187.5} \cdot 100\% = \frac{28}{187.5} \cdot 100\% \approx 14.9333...\%$

Округляя до сотых, получаем $14.93\%$.

Ответ: $14.93\%$.

3.60. Массовая доля химического элемента хлора в хлорной кислоте $HClO_4$ в процентах составляет _____

Дано:

Химическая формула хлорной кислоты: $HClO_4$.
Относительные атомные массы химических элементов (округленные):
$Ar(H) = 1$
$Ar(Cl) = 35.5$
$Ar(O) = 16$

Найти:

Массовую долю хлора $w(Cl)$ в $HClO_4$ в процентах.

Решение:

Массовая доля химического элемента в соединении определяется как отношение массы всех атомов этого элемента в молекуле к общей молекулярной массе, умноженное на 100%. Формула для расчета:

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

где $w(Э)$ — массовая доля элемента, $n$ — число атомов этого элемента в одной формульной единице вещества, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(\text{вещества})$ — относительная молекулярная масса вещества.

1. Сначала вычислим относительную молекулярную массу хлорной кислоты ($HClO_4$):

$Mr(HClO_4) = Ar(H) + Ar(Cl) + 4 \cdot Ar(O)$

Подставим значения атомных масс:

$Mr(HClO_4) = 1 + 35.5 + 4 \cdot 16 = 1 + 35.5 + 64 = 100.5$

2. Теперь найдем массовую долю хлора. В одной молекуле $HClO_4$ содержится один атом хлора ($n(Cl) = 1$).

$w(Cl) = \frac{1 \cdot Ar(Cl)}{Mr(HClO_4)} \cdot 100\%$

Подставим вычисленные и известные значения в формулу:

$w(Cl) = \frac{1 \cdot 35.5}{100.5} \cdot 100\% \approx 0.35323 \cdot 100\% \approx 35.32\%$

Ответ: массовая доля хлора в хлорной кислоте составляет 35.32%.

3.61. Массовая доля химического элемента кальция в орто-фосфате кальция в долях единицы составляет _______

Дано:

Соединение: ортофосфат кальция.

Относительные атомные массы элементов (округленные):

• Кальций (Ca): $Ar(Ca) = 40$
• Фосфор (P): $Ar(P) = 31$
• Кислород (O): $Ar(O) = 16$

Найти:

Массовую долю кальция $ω(Ca)$ в ортофосфате кальция, в долях единицы.

Решение:

Массовая доля элемента в химическом соединении — это отношение суммарной массы атомов этого элемента в формульной единице вещества к относительной молекулярной массе этого вещества. Расчет производится по формуле:

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

где $ω(Э)$ — массовая доля элемента, $n$ — число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

1. Составим химическую формулу ортофосфата кальция. Кальций — элемент IIА группы, его ион имеет заряд $Ca^{2+}$. Ортофосфат-ион является кислотным остатком ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$) и имеет заряд $PO_4^{3-}$. Для того чтобы молекула была электронейтральной, на 3 иона кальция (общий заряд $3 \cdot (+2) = +6$) должно приходиться 2 ортофосфат-иона (общий заряд $2 \cdot (-3) = -6$). Таким образом, верная формула ортофосфата кальция — $Ca_3(PO_4)_2$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу $Mr$ ортофосфата кальция $Ca_3(PO_4)_2$. Она равна сумме масс всех атомов, входящих в состав формульной единицы. В состав входят 3 атома кальция, 2 атома фосфора и $2 \cdot 4 = 8$ атомов кислорода.

$Mr(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(P) + 8 \cdot Ar(O)$

$Mr(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot 31 + 8 \cdot 16 = 120 + 62 + 128 = 310$

3. Рассчитаем массовую долю кальция $ω(Ca)$ в данном соединении. В одной формульной единице $Ca_3(PO_4)_2$ содержится 3 атома кальция.

$ω(Ca) = \frac{3 \cdot Ar(Ca)}{Mr(Ca_3(PO_4)_2)} = \frac{3 \cdot 40}{310} = \frac{120}{310}$

4. Произведем вычисление. В задаче требуется указать ответ в долях единицы.

$ω(Ca) = \frac{120}{310} \approx 0,387096...$

Округляя результат до тысячных, получаем:

$ω(Ca) \approx 0,387$

Ответ: 0,387

3.62. Массовая доля химического элемента меди в малахите $Cu_2(OH)_2CO_3$ в процентах составляет _____

Дано:

Химическая формула малахита: $Cu_2(OH)_2CO_3$.

Найти:

$ω(Cu)$ — массовую долю меди в малахите в процентах.

Решение:

Массовая доля химического элемента в соединении определяется по формуле:

$ω(Элемента) = \frac{n \cdot Ar(Элемента)}{Mr(Соединения)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов данного элемента в формульной единице соединения, $Ar(Элемента)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(Соединения)$ — относительная молекулярная (или формульная) масса всего соединения.

1. Найдем относительные атомные массы (Ar) элементов, используя Периодическую таблицу химических элементов Д. И. Менделеева. Для большинства элементов значения округляются до целых чисел, для меди часто используется значение 63.5.

• $Ar(Cu) \approx 63.5$
• $Ar(O) \approx 16$
• $Ar(H) \approx 1$
• $Ar(C) \approx 12$

2. Рассчитаем относительную формульную массу малахита $Mr(Cu_2(OH)_2CO_3)$. Она равна сумме масс всех атомов, входящих в состав формульной единицы:

$Mr(Cu_2(OH)_2CO_3) = 2 \cdot Ar(Cu) + 2 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O)$

Подставим значения атомных масс:

$Mr(Cu_2(OH)_2CO_3) = 2 \cdot 63.5 + 2 \cdot (16 + 1) + 12 + 3 \cdot 16$

$Mr(Cu_2(OH)_2CO_3) = 127 + 2 \cdot 17 + 12 + 48$

$Mr(Cu_2(OH)_2CO_3) = 127 + 34 + 12 + 48 = 221$

3. Теперь рассчитаем массовую долю меди ($Cu$) в малахите. В одной формульной единице $Cu_2(OH)_2CO_3$ содержится 2 атома меди.

$ω(Cu) = \frac{2 \cdot Ar(Cu)}{Mr(Cu_2(OH)_2CO_3)} \cdot 100\%$

$ω(Cu) = \frac{2 \cdot 63.5}{221} \cdot 100\% = \frac{127}{221} \cdot 100\% \approx 57.466\%$

Округлив результат до десятых, получаем 57.5%.

Ответ: 57.5%.

3.63. Во сколько раз массовая доля химического элемента серы в оксиде серы(VI) меньше, чем в оксиде серы(IV)?

Дано:

Оксид серы(VI) и оксид серы(IV).

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

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

Найти:

Во сколько раз массовая доля серы в оксиде серы(VI) меньше, чем в оксиде серы(IV). Это отношение можно записать как $\frac{\omega(S \text{ в оксиде серы(IV)})}{\omega(S \text{ в оксиде серы(VI)})}$.

Решение:

1. Сначала определим химические формулы указанных оксидов.

- В оксиде серы(VI) валентность серы равна VI, а валентность кислорода всегда II. Наименьшее общее кратное для 6 и 2 равно 6. Следовательно, формула оксида серы(VI) - $SO_3$.

- В оксиде серы(IV) валентность серы равна IV, а кислорода - II. Наименьшее общее кратное для 4 и 2 равно 4. Следовательно, формула оксида серы(IV) - $SO_2$.

2. Теперь рассчитаем относительные молекулярные массы ($Mr$) этих соединений.

- $Mr(SO_3) = Ar(S) + 3 \cdot Ar(O) = 32 + 3 \cdot 16 = 32 + 48 = 80$

- $Mr(SO_2) = Ar(S) + 2 \cdot Ar(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 32 + 32 = 64$

3. Вычислим массовую долю ($\omega$) серы в каждом из оксидов. Массовая доля элемента в соединении находится по формуле: $\omega(\text{Э}) = \frac{n \cdot Ar(\text{Э})}{Mr(\text{соединения})}$, где $n$ — количество атомов элемента в формуле.

- Массовая доля серы в оксиде серы(VI), $\omega_1(S)$:

$\omega_1(S \text{ в } SO_3) = \frac{Ar(S)}{Mr(SO_3)} = \frac{32}{80} = 0.4$

- Массовая доля серы в оксиде серы(IV), $\omega_2(S)$:

$\omega_2(S \text{ в } SO_2) = \frac{Ar(S)}{Mr(SO_2)} = \frac{32}{64} = 0.5$

4. Чтобы найти, во сколько раз массовая доля серы в оксиде серы(VI) меньше, чем в оксиде серы(IV), нужно разделить большую массовую долю на меньшую.

$\frac{\omega_2(S)}{\omega_1(S)} = \frac{0.5}{0.4} = 1.25$

Таким образом, массовая доля серы в $SO_3$ в 1,25 раза меньше, чем в $SO_2$.

Ответ: массовая доля химического элемента серы в оксиде серы(VI) меньше, чем в оксиде серы(IV), в 1,25 раза.

3.64. Наименьшая массовая доля химического элемента железа в веществе, формула которого

1) $FeS$

2) $FeS_2$

3) $FeCO_3$

4) $CuFeS_2$

(Ответ подтвердите расчетом.)

Для определения вещества с наименьшей массовой долей железа необходимо рассчитать эту долю для каждого из предложенных соединений. Массовая доля элемента в веществе вычисляется по формуле:

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

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

Относительные атомные массы (округленные):

• $Ar(Fe) = 56$
• $Ar(S) = 32$
• $Ar(C) = 12$
• $Ar(O) = 16$
• $Ar(Cu) = 64$

Найти:

Вещество с наименьшей массовой долей железа $ω(Fe)$.

Рассчитаем массовую долю железа для каждого соединения.

Относительная молекулярная масса сульфида железа(II):
$Mr(FeS) = Ar(Fe) + Ar(S) = 56 + 32 = 88$
Массовая доля железа:
$ω(Fe) = \frac{1 \cdot Ar(Fe)}{Mr(FeS)} = \frac{56}{88} \approx 0.6364$
В процентах: $0.6364 \cdot 100\% = 63.64\%$

Ответ: массовая доля железа в FeS составляет $63.64\%$.

Относительная молекулярная масса дисульфида железа(II) (пирита):
$Mr(FeS_2) = Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(S) = 56 + 2 \cdot 32 = 56 + 64 = 120$
Массовая доля железа:
$ω(Fe) = \frac{1 \cdot Ar(Fe)}{Mr(FeS_2)} = \frac{56}{120} \approx 0.4667$
В процентах: $0.4667 \cdot 100\% = 46.67\%$

Ответ: массовая доля железа в FeS₂ составляет $46.67\%$.

Относительная молекулярная масса карбоната железа(II):
$Mr(FeCO_3) = Ar(Fe) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 56 + 12 + 3 \cdot 16 = 56 + 12 + 48 = 116$
Массовая доля железа:
$ω(Fe) = \frac{1 \cdot Ar(Fe)}{Mr(FeCO_3)} = \frac{56}{116} \approx 0.4828$
В процентах: $0.4828 \cdot 100\% = 48.28\%$

Ответ: массовая доля железа в FeCO₃ составляет $48.28\%$.

Относительная молекулярная масса халькопирита:
$Mr(CuFeS_2) = Ar(Cu) + Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(S) = 64 + 56 + 2 \cdot 32 = 64 + 56 + 64 = 184$
Массовая доля железа:
$ω(Fe) = \frac{1 \cdot Ar(Fe)}{Mr(CuFeS_2)} = \frac{56}{184} \approx 0.3043$
В процентах: $0.3043 \cdot 100\% = 30.43\%$

Ответ: массовая доля железа в CuFeS₂ составляет $30.43\%$.

Сравнивая полученные значения, видим, что наименьшая массовая доля железа ($30.43\%$) в веществе CuFeS₂.

Наименьшая массовая доля химического элемента железа в веществе, формула которого 4) CuFeS₂.

3.65. Наибольшая массовая доля химического элемента бария в веществе

1) оксид бария

2) сульфид бария

3) гидроксид бария

4) сульфат бария

(Ответ подтвердите расчетом.)

Дано:

Относительные атомные массы элементов (округленные до целых):
$Ar(Ba) = 137$ г/моль
$Ar(O) = 16$ г/моль
$Ar(S) = 32$ г/моль
$Ar(H) = 1$ г/моль

Найти:

Вещество с наибольшей массовой долей бария $ω(Ba)$.

Решение:

Массовая доля элемента ($ω$) в веществе вычисляется по формуле: $ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$ где $n$ – число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ – его относительная атомная масса, а $Mr(вещества)$ – относительная молекулярная масса вещества. Рассчитаем массовую долю бария для каждого из предложенных веществ.

1) оксид бария
Формула вещества: $BaO$.
Относительная молекулярная масса: $Mr(BaO) = Ar(Ba) + Ar(O) = 137 + 16 = 153$ г/моль.
Массовая доля бария: $ω(Ba) = \frac{Ar(Ba)}{Mr(BaO)} \cdot 100\% = \frac{137}{153} \cdot 100\% \approx 89,54\%$.

Ответ: $ω(Ba) \approx 89,54\%$.

2) сульфид бария
Формула вещества: $BaS$.
Относительная молекулярная масса: $Mr(BaS) = Ar(Ba) + Ar(S) = 137 + 32 = 169$ г/моль.
Массовая доля бария: $ω(Ba) = \frac{Ar(Ba)}{Mr(BaS)} \cdot 100\% = \frac{137}{169} \cdot 100\% \approx 81,07\%$.

Ответ: $ω(Ba) \approx 81,07\%$.

3) гидроксид бария
Формула вещества: $Ba(OH)_2$.
Относительная молекулярная масса: $Mr(Ba(OH)_2) = Ar(Ba) + 2 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 137 + 2 \cdot (16 + 1) = 137 + 34 = 171$ г/моль.
Массовая доля бария: $ω(Ba) = \frac{Ar(Ba)}{Mr(Ba(OH)_2)} \cdot 100\% = \frac{137}{171} \cdot 100\% \approx 80,12\%$.

Ответ: $ω(Ba) \approx 80,12\%$.

4) сульфат бария
Формула вещества: $BaSO_4$.
Относительная молекулярная масса: $Mr(BaSO_4) = Ar(Ba) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 137 + 32 + 4 \cdot 16 = 137 + 32 + 64 = 233$ г/моль.
Массовая доля бария: $ω(Ba) = \frac{Ar(Ba)}{Mr(BaSO_4)} \cdot 100\% = \frac{137}{233} \cdot 100\% \approx 58,80\%$.

Ответ: $ω(Ba) \approx 58,80\%$.

Сравнивая полученные результаты: $89,54\% > 81,07\% > 80,12\% > 58,80\%$.
Следовательно, наибольшая массовая доля химического элемента бария в оксиде бария.

Ответ: 1) оксид бария.

3.66. Наибольшая массовая доля химического элемента меди в веществе, формула которого

1) $Cu_2O$

2) $CuO$

3) $CuS$

4) $CuSO_4$

(Ответ подтвердите расчетом.)

Дано:

Вещества: 1) $Cu_2O$, 2) $CuO$, 3) $CuS$, 4) $CuSO_4$.

Относительные атомные массы (округленные):

$A_r(Cu) = 64$

$A_r(O) = 16$

$A_r(S) = 32$

Найти:

Вещество с наибольшей массовой долей меди ($w(Cu)_{max}$).

Решение:

Чтобы найти вещество с наибольшей массовой долей меди, необходимо рассчитать эту долю для каждого из предложенных соединений. Массовая доля элемента ($w$) в веществе вычисляется по формуле:

$w(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в формульной единице, $A_r(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $M_r(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

1) Cu₂O

Находим относительную молекулярную массу $M_r(Cu_2O)$:

$M_r(Cu_2O) = 2 \cdot A_r(Cu) + 1 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 64 + 16 = 128 + 16 = 144$

Рассчитываем массовую долю меди $w(Cu)$:

$w(Cu) = \frac{2 \cdot A_r(Cu)}{M_r(Cu_2O)} = \frac{2 \cdot 64}{144} = \frac{128}{144} \approx 0,889$ или $88,9\%$

2) CuO

Находим относительную молекулярную массу $M_r(CuO)$:

$M_r(CuO) = 1 \cdot A_r(Cu) + 1 \cdot A_r(O) = 64 + 16 = 80$

Рассчитываем массовую долю меди $w(Cu)$:

$w(Cu) = \frac{1 \cdot A_r(Cu)}{M_r(CuO)} = \frac{64}{80} = 0,8$ или $80\%$

3) CuS

Находим относительную молекулярную массу $M_r(CuS)$:

$M_r(CuS) = 1 \cdot A_r(Cu) + 1 \cdot A_r(S) = 64 + 32 = 96$

Рассчитываем массовую долю меди $w(Cu)$:

$w(Cu) = \frac{1 \cdot A_r(Cu)}{M_r(CuS)} = \frac{64}{96} \approx 0,667$ или $66,7\%$

4) CuSO₄

Находим относительную молекулярную массу $M_r(CuSO_4)$:

$M_r(CuSO_4) = 1 \cdot A_r(Cu) + 1 \cdot A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 96 + 64 = 160$

Рассчитываем массовую долю меди $w(Cu)$:

$w(Cu) = \frac{1 \cdot A_r(Cu)}{M_r(CuSO_4)} = \frac{64}{160} = 0,4$ или $40\%$

Сравниваем полученные массовые доли меди:

$88,9\% (Cu_2O) > 80\% (CuO) > 66,7\% (CuS) > 40\% (CuSO_4)$

Таким образом, наибольшая массовая доля меди содержится в оксиде меди(I), $Cu_2O$.

Ответ: 1) Cu₂O.

3.67. Наибольшая массовая доля химического элемента магния в веществе

1) оксид магния

2) сульфид магния

3) карбонат магния

4) сульфат магния

(Ответ подтвердите расчетом.)

Дано:

1) оксид магния ($MgO$)

2) сульфид магния ($MgS$)

3) карбонат магния ($MgCO_3$)

4) сульфат магния ($MgSO_4$)

Относительные атомные массы элементов (округленные):

$Ar(Mg) = 24$

$Ar(O) = 16$

$Ar(S) = 32$

$Ar(C) = 12$

Найти:

Вещество с наибольшей массовой долей магния ($\omega_{max}(Mg)$).

Решение:

Массовая доля элемента ($\omega$) в веществе рассчитывается по формуле:

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

где $n$ — число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Во всех рассматриваемых соединениях магния содержится один атом магния ($n=1$). Рассчитаем массовую долю магния для каждого вещества.

1) оксид магния

Химическая формула: $MgO$.

Относительная молекулярная масса: $Mr(MgO) = Ar(Mg) + Ar(O) = 24 + 16 = 40$.

Массовая доля магния: $\omega(Mg) = \frac{Ar(Mg)}{Mr(MgO)} = \frac{24}{40} = 0.6$.

В процентах: $0.6 \cdot 100\% = 60\%$.

Ответ: массовая доля магния в оксиде магния составляет $60\%$.

2) сульфид магния

Химическая формула: $MgS$.

Относительная молекулярная масса: $Mr(MgS) = Ar(Mg) + Ar(S) = 24 + 32 = 56$.

Массовая доля магния: $\omega(Mg) = \frac{Ar(Mg)}{Mr(MgS)} = \frac{24}{56} \approx 0.4286$.

В процентах: $0.4286 \cdot 100\% \approx 42.86\%$.

Ответ: массовая доля магния в сульфиде магния составляет примерно $42.86\%$.

3) карбонат магния

Химическая формула: $MgCO_3$.

Относительная молекулярная масса: $Mr(MgCO_3) = Ar(Mg) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 24 + 12 + 3 \cdot 16 = 84$.

Массовая доля магния: $\omega(Mg) = \frac{Ar(Mg)}{Mr(MgCO_3)} = \frac{24}{84} \approx 0.2857$.

В процентах: $0.2857 \cdot 100\% \approx 28.57\%$.

Ответ: массовая доля магния в карбонате магния составляет примерно $28.57\%$.

4) сульфат магния

Химическая формула: $MgSO_4$.

Относительная молекулярная масса: $Mr(MgSO_4) = Ar(Mg) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 120$.

Массовая доля магния: $\omega(Mg) = \frac{Ar(Mg)}{Mr(MgSO_4)} = \frac{24}{120} = 0.2$.

В процентах: $0.2 \cdot 100\% = 20\%$.

Ответ: массовая доля магния в сульфате магния составляет $20\%$.

Сравним полученные значения:

$60\% (MgO) > 42.86\% (MgS) > 28.57\% (MgCO_3) > 20\% (MgSO_4)$.

Таким образом, наибольшая массовая доля магния содержится в оксиде магния.

Ответ:

Наибольшая массовая доля химического элемента магния в оксиде магния (1), она составляет $60\%$.