Номер 5-115, страница 65 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-115. В каком соединении массовая доля водорода больше:

а) в гидрокарбонате кальция или карбонате гидроксомеди(II);

б) в гидросульфате железа(II) или сульфате гидроксожелеза(II)?

Дано:
Соединения: гидрокарбонат кальция ($Ca(HCO_3)_2$) и карбонат гидроксомеди(II) ($(CuOH)_2CO_3$).
Относительные атомные массы: $Ar(H) = 1$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Ca) = 40$, $Ar(Cu) = 64$.

Найти:

В каком из соединений массовая доля водорода ($ω(H)$) больше.

Решение:

Массовая доля элемента в соединении ($ω$) определяется по формуле: $ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(соед.)}$.
В обоих соединениях, $Ca(HCO_3)_2$ и $(CuOH)_2CO_3$, число атомов водорода ($n$) в формульной единице одинаково и равно 2. Следовательно, масса водорода в одной формульной единице для обоих веществ одинакова.
Поэтому, массовая доля водорода будет больше в том соединении, у которого относительная молекулярная масса ($Mr$) меньше.

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу гидрокарбоната кальция ($Ca(HCO_3)_2$).
В состав формульной единицы входят: 1 атом Ca, 2 атома H, 2 атома C, 6 атомов O.
$Mr(Ca(HCO_3)_2) = 1 \cdot Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(O) = 1 \cdot 40 + 2 \cdot 1 + 2 \cdot 12 + 6 \cdot 16 = 40 + 2 + 24 + 96 = 162$.

2. Рассчитаем относительную молекулярную массу карбоната гидроксомеди(II) ($(CuOH)_2CO_3$).
В состав формульной единицы входят: 2 атома Cu, 2 атома H, 1 атом C, 5 атомов O.
$Mr((CuOH)_2CO_3) = 2 \cdot Ar(Cu) + 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(C) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 64 + 2 \cdot 1 + 12 + 5 \cdot 16 = 128 + 2 + 12 + 80 = 222$.

3. Сравним полученные молекулярные массы:
$Mr(Ca(HCO_3)_2) = 162$
$Mr((CuOH)_2CO_3) = 222$
Поскольку $162 < 222$, массовая доля водорода будет больше в гидрокарбонате кальция.

Для проверки можно рассчитать точные значения массовых долей:
$ω(H)_{Ca(HCO_3)_2} = \frac{2 \cdot 1}{162} \approx 0.0123$ или $1.23\%$.
$ω(H)_{(CuOH)_2CO_3} = \frac{2 \cdot 1}{222} \approx 0.0090$ или $0.90\%$.
Действительно, $1.23\% > 0.90\%$.

Ответ: массовая доля водорода больше в гидрокарбонате кальция.

Дано:
Соединения: гидросульфат железа(II) ($Fe(HSO_4)_2$) и сульфат гидроксожелеза(II) ($(FeOH)_2SO_4$).
Относительные атомные массы: $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$.

Найти:

В каком из соединений массовая доля водорода ($ω(H)$) больше.

Решение:

Аналогично пункту а), в обеих формульных единицах, $Fe(HSO_4)_2$ и $(FeOH)_2SO_4$, содержится по 2 атома водорода. Значит, большей массовой долей водорода будет обладать соединение с меньшей относительной молекулярной массой ($Mr$).

1. Рассчитаем $Mr$ гидросульфата железа(II) ($Fe(HSO_4)_2$).
В состав формульной единицы входят: 1 атом Fe, 2 атома H, 2 атома S, 8 атомов O.
$Mr(Fe(HSO_4)_2) = 1 \cdot Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(S) + 8 \cdot Ar(O) = 56 + 2 \cdot 1 + 2 \cdot 32 + 8 \cdot 16 = 56 + 2 + 64 + 128 = 250$.

2. Рассчитаем $Mr$ сульфата гидроксожелеза(II) ($(FeOH)_2SO_4$).
В состав формульной единицы входят: 2 атома Fe, 2 атома H, 1 атом S, 6 атомов O.
$Mr((FeOH)_2SO_4) = 2 \cdot Ar(Fe) + 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) + 6 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 2 \cdot 1 + 32 + 6 \cdot 16 = 112 + 2 + 32 + 96 = 242$.

3. Сравним полученные молекулярные массы:
$Mr(Fe(HSO_4)_2) = 250$
$Mr((FeOH)_2SO_4) = 242$
Поскольку $242 < 250$, массовая доля водорода будет больше в сульфате гидроксожелеза(II).

Для проверки можно рассчитать точные значения массовых долей:
$ω(H)_{Fe(HSO_4)_2} = \frac{2 \cdot 1}{250} = 0.0080$ или $0.80\%$.
$ω(H)_{(FeOH)_2SO_4} = \frac{2 \cdot 1}{242} \approx 0.00826$ или $0.826\%$.
Действительно, $0.826\% > 0.80\%$.

Ответ: массовая доля водорода больше в сульфате гидроксожелеза(II).