Номер 1-43, страница 11 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

1-43. В каком из соединений массовая доля кислорода больше:

а) $FeO$, $Fe_3O_4$, $Fe_2O_3$;

б) $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$, $B_2O_3$?

Для решения задачи необходимо найти соединение с наибольшей массовой долей кислорода. Массовая доля элемента в соединении рассчитывается по формуле:

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

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

Для расчетов используем округленные относительные атомные массы:

• $Ar(Fe) = 56$
• $Ar(O) = 16$
• $Ar(Al) = 27$
• $Ar(B) = 11$

а) Дано:
Соединения: $FeO$, $Fe_3O_4$, $Fe_2O_3$.
$Ar(Fe) = 56$
$Ar(O) = 16$

Найти:

Соединение с наибольшей массовой долей кислорода $\omega(O)$.

Решение:

1. Рассчитаем относительные молекулярные массы ($Mr$) соединений:

$Mr(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O) = 56 + 16 = 72$

$Mr(Fe_3O_4) = 3 \cdot Ar(Fe) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 56 + 4 \cdot 16 = 168 + 64 = 232$

$Mr(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$

2. Рассчитаем массовую долю кислорода ($\omega(O)$) для каждого соединения:

Для $FeO$: $\omega(O) = \frac{1 \cdot Ar(O)}{Mr(FeO)} = \frac{1 \cdot 16}{72} \approx 0.2222$, или $22.22\%$

Для $Fe_3O_4$: $\omega(O) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{Mr(Fe_3O_4)} = \frac{4 \cdot 16}{232} = \frac{64}{232} \approx 0.2759$, или $27.59\%$

Для $Fe_2O_3$: $\omega(O) = \frac{3 \cdot Ar(O)}{Mr(Fe_2O_3)} = \frac{3 \cdot 16}{160} = \frac{48}{160} = 0.3$, или $30.00\%$

3. Сравним полученные значения:

$30.00\% (Fe_2O_3) > 27.59\% (Fe_3O_4) > 22.22\% (FeO)$

Наибольшая массовая доля кислорода содержится в оксиде железа(III).

Ответ: наибольшая массовая доля кислорода в соединении $Fe_2O_3$.

б) Дано:
Соединения: $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$, $B_2O_3$.
$Ar(Fe) = 56$
$Ar(Al) = 27$
$Ar(B) = 11$
$Ar(O) = 16$

Найти:

Соединение с наибольшей массовой долей кислорода $\omega(O)$.

Решение:

Все три соединения имеют общую формулу $Э_2О_3$. Массовая доля кислорода в таких соединениях зависит от атомной массы элемента $Э$:

$ \omega(O) = \frac{3 \cdot Ar(O)}{2 \cdot Ar(Э) + 3 \cdot Ar(O)} = \frac{48}{2 \cdot Ar(Э) + 48} $

Из формулы видно, что чем меньше атомная масса элемента $Э$, тем меньше значение знаменателя дроби и, следовательно, тем больше будет массовая доля кислорода.

Сравним атомные массы элементов:

$Ar(B) = 11$

$Ar(Al) = 27$

$Ar(Fe) = 56$

Поскольку $Ar(B) < Ar(Al) < Ar(Fe)$, можно сделать вывод, что ряд по увеличению массовой доли кислорода будет обратным: $\omega(O)$ в $Fe_2O_3 < \omega(O)$ в $Al_2O_3 < \omega(O)$ в $B_2O_3$.

Проведем расчеты для подтверждения:

1. Для $Fe_2O_3$: $\omega(O) = 30.00\%$ (рассчитано в пункте а).

2. Для $Al_2O_3$:

$Mr(Al_2O_3) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 16 = 54 + 48 = 102$

$\omega(O) = \frac{3 \cdot 16}{102} = \frac{48}{102} \approx 0.4706$, или $47.06\%$

3. Для $B_2O_3$:

$Mr(B_2O_3) = 2 \cdot 11 + 3 \cdot 16 = 22 + 48 = 70$

$\omega(O) = \frac{3 \cdot 16}{70} = \frac{48}{70} \approx 0.6857$, или $68.57\%$

Сравним полученные значения:

$68.57\% (B_2O_3) > 47.06\% (Al_2O_3) > 30.00\% (Fe_2O_3)$

Наибольшая массовая доля кислорода содержится в оксиде бора.

Ответ: наибольшая массовая доля кислорода в соединении $B_2O_3$.