Номер 6, страница 18 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

*6.

Оксид трёхвалентного элемента содержит 47,1% кислорода по массе. Установите формулу оксида.

Дано:

Оксид трёхвалентного элемента (Э)

Массовая доля кислорода $ \omega(O) = 47,1\% = 0,471 $

Найти:

Формулу оксида.

Решение:

1. Обозначим неизвестный трёхвалентный элемент символом Э. Поскольку валентность элемента равна III, а валентность кислорода в оксидах постоянна и равна II, общая формула оксида будет Э₂O₃ (наименьшее общее кратное валентностей 3 и 2 равно 6; 6/3=2 атома Э, 6/2=3 атома O).

2. Массовая доля элемента в соединении вычисляется по формуле:

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

где $n$ — число атомов элемента в формульной единице, $Ar$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr$ — относительная молекулярная масса соединения.

3. Применим эту формулу для кислорода в оксиде Э₂O₃. В одной формульной единице Э₂O₃ содержится 3 атома кислорода. Относительная атомная масса кислорода $Ar(O) \approx 16$. Относительная молекулярная масса оксида $Mr(Э_2O_3)$ складывается из масс двух атомов элемента Э и трёх атомов кислорода:

$ Mr(Э_2O_3) = 2 \cdot Ar(Э) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot Ar(Э) + 3 \cdot 16 = 2 \cdot Ar(Э) + 48 $

где $Ar(Э)$ — искомая относительная атомная масса элемента.

4. Подставим известные данные и выражения в формулу массовой доли кислорода (используя долю 0,471 вместо процентов):

$ 0,471 = \frac{3 \cdot Ar(O)}{2 \cdot Ar(Э) + 3 \cdot Ar(O)} $

$ 0,471 = \frac{3 \cdot 16}{2 \cdot Ar(Э) + 48} $

$ 0,471 = \frac{48}{2 \cdot Ar(Э) + 48} $

5. Решим полученное уравнение относительно $Ar(Э)$:

$ 0,471 \cdot (2 \cdot Ar(Э) + 48) = 48 $

$ 0,942 \cdot Ar(Э) + 22,608 = 48 $

$ 0,942 \cdot Ar(Э) = 48 - 22,608 $

$ 0,942 \cdot Ar(Э) = 25,392 $

$ Ar(Э) = \frac{25,392}{0,942} \approx 26,955 $

6. Найдём в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева элемент с относительной атомной массой, близкой к 26,955. Этим элементом является Алюминий (Al), его относительная атомная масса равна 26,982. Алюминий находится в III группе и проявляет валентность III.

7. Таким образом, искомый элемент — это алюминий, а формула его оксида — Al₂O₃.

Ответ: Al₂O₃.