Страница 193 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Сурьма Sb по некоторым свойствам (металлический блеск) близка металлам. Согласуется ли это с её положением в Периодической системе?

Решение

Да, тот факт, что сурьма (Sb) по некоторым свойствам, таким как металлический блеск, похожа на металлы, полностью согласуется с её положением в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Сурьма (Sb) расположена в 5-м периоде, в 15-й группе (или VA группе) Периодической системы. В этой группе находятся элементы: азот (N), фосфор (P), мышьяк (As), сурьма (Sb) и висмут (Bi). В Периодической системе существует общая закономерность: в пределах одной группы главной подгруппы с увеличением порядкового номера (то есть при движении сверху вниз) металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические ослабевают. Это связано с увеличением атомного радиуса и уменьшением энергии ионизации, что облегчает отдачу валентных электронов — основное свойство металлов.

Применяя эту закономерность к 15-й группе, мы наблюдаем четкий переход свойств. Азот (N) и фосфор (P) являются типичными неметаллами. Мышьяк (As) и сурьма (Sb), расположенные ниже, проявляют двойственные свойства и классифицируются как полуметаллы или металлоиды. Они имеют некоторые свойства, характерные для металлов (упомянутый металлический блеск, электропроводность), и некоторые свойства, характерные для неметаллов (например, хрупкость, способность образовывать кислотные оксиды). Наконец, висмут (Bi), самый нижний элемент в группе, является типичным металлом.

Таким образом, сурьма находится как раз на переходе от неметаллов к металлам внутри своей группы. Её положение на условной диагональной линии (от бора к астату), которая в Периодической таблице разделяет металлы и неметаллы, также указывает на её полуметаллический характер. Поэтому наличие у сурьмы металлических свойств является ожидаемым и закономерным явлением, которое полностью согласуется с её положением в Периодической системе.

Ответ: Да, наличие у сурьмы металлических свойств согласуется с её положением в Периодической системе, так как она является металлоидом (полуметаллом), расположенным в группе на переходе от неметаллов к металлам, где металлические свойства закономерно усиливаются сверху вниз по группе.

6. Рассчитайте массовые доли металлов в медном блеске и боксите.

Дано:

Минерал "медный блеск".

Руда "боксит".

Найти:

$ω(металла)$ в медном блеске - ?

$ω(металла)$ в боксите - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо знать химические формулы данных минералов (или их основных компонентов) и воспользоваться относительными атомными массами элементов из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Массовая доля элемента ($ω$) в соединении вычисляется по формуле:

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

где $n$ — количество атомов элемента в формульной единице, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(соединения)$ — относительная молекулярная (формульная) масса соединения.

Медный блеск

Химическая формула медного блеска (халькозина) — $Cu_2S$. Металл в этом соединении — медь (Cu).

1. Найдём относительные атомные массы элементов (округлим до целых значений): $Ar(Cu) = 64$; $Ar(S) = 32$.

2. Рассчитаем относительную формульную массу $Cu_2S$:

$Mr(Cu_2S) = 2 \cdot Ar(Cu) + 1 \cdot Ar(S) = 2 \cdot 64 + 32 = 128 + 32 = 160$.

3. Рассчитаем массовую долю меди в медном блеске:

$ω(Cu) = \frac{2 \cdot Ar(Cu)}{Mr(Cu_2S)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 64}{160} \cdot 100\% = \frac{128}{160} \cdot 100\% = 0.8 \cdot 100\% = 80\%$.

Ответ: массовая доля меди в медном блеске составляет 80%.

Боксит

Боксит является рудой, основной компонент которой — оксид алюминия. Для расчёта будем использовать его химическую формулу $Al_2O_3$. Металл в этом соединении — алюминий (Al).

1. Найдём относительные атомные массы элементов (округлим до целых значений): $Ar(Al) = 27$; $Ar(O) = 16$.

2. Рассчитаем относительную формульную массу $Al_2O_3$:

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

3. Рассчитаем массовую долю алюминия в оксиде алюминия:

$ω(Al) = \frac{2 \cdot Ar(Al)}{Mr(Al_2O_3)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 27}{102} \cdot 100\% = \frac{54}{102} \cdot 100\% \approx 0.5294 \cdot 100\% \approx 52.94\%$.

Ответ: массовая доля алюминия в боксите (в пересчёте на оксид алюминия) составляет примерно 52.94%.

7. Первые 83 элемента Периодической системы Д. И. Менделеева устойчивы, т. е. имеют нерадиоактивные изотопы. Сколько из этих элементов относится к металлам?

Дано:

Общее число рассматриваемых элементов: $N_{общ} = 83$ (элементы с порядковыми номерами от 1 до 83).

Найти:

Количество металлов среди этих элементов, $N_{металлов}$.

Решение:

Чтобы определить количество металлов среди первых 83 элементов Периодической системы, необходимо из общего числа элементов вычесть количество неметаллов и металлоидов (полуметаллов), которые к металлам не относятся.

Сначала перечислим все элементы, не являющиеся металлами, в диапазоне порядковых номеров от 1 до 83.

Неметаллы: H (Водород), He (Гелий), C (Углерод), N (Азот), O (Кислород), F (Фтор), Ne (Неон), P (Фосфор), S (Сера), Cl (Хлор), Ar (Аргон), Se (Селен), Br (Бром), Kr (Криптон), I (Йод), Xe (Ксенон).

Всего неметаллов: $N_{неметаллов} = 16$.

Металлоиды (полуметаллы): B (Бор), Si (Кремний), Ge (Германий), As (Мышьяк), Sb (Сурьма), Te (Теллур).

Всего металлоидов: $N_{металлоидов} = 6$.

Общее количество элементов, не относящихся к металлам, составляет сумму неметаллов и металлоидов:

$N_{неметаллов} + N_{металлоидов} = 16 + 6 = 22$.

Теперь вычислим количество металлов, вычитая из общего числа рассматриваемых элементов число неметаллов и металлоидов:

$N_{металлов} = N_{общ} - (N_{неметаллов} + N_{металлоидов}) = 83 - 22 = 61$.

Ответ: 61 элемент из первых 83 относится к металлам.