Номер 6, страница 11 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

6. Охарактеризуйте качественный и количественный состав следующих соединений:

- оксид железа(III)

- гидроксид алюминия

- гидрокарбонат кальция

- гидроксокарбонат меди(II)

- карбонат натрия

Для характеристики качественного состава соединений рассчитайте массовые доли образующих их химических элементов.

- оксид железа(III)

Химическая формула оксида железа(III): $Fe_2O_3$.

Качественный состав: соединение состоит из атомов двух химических элементов — железа ($Fe$) и кислорода ($O$).

Количественный состав: в одной формульной единице оксида железа(III) содержится 2 атома железа и 3 атома кислорода. Соотношение атомов $N(Fe) : N(O) = 2 : 3$.

Для характеристики количественного состава рассчитаем массовые доли элементов. Для этого сначала найдем относительную молекулярную массу соединения, используя относительные атомные массы элементов (округляем до целых): $Ar(Fe) = 56$, $Ar(O) = 16$.
1. Относительная молекулярная масса $Mr(Fe_2O_3)$:
$Mr(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$
2. Массовые доли ($ω$) элементов по формуле $ω(\text{элемента}) = \frac{n \cdot Ar(\text{элемента})}{Mr(\text{соединения})} \cdot 100\%$:
$ω(Fe) = \frac{2 \cdot 56}{160} \cdot 100\% = \frac{112}{160} \cdot 100\% = 70\%$
$ω(O) = \frac{3 \cdot 16}{160} \cdot 100\% = \frac{48}{160} \cdot 100\% = 30\%$

Ответ: Качественный состав: железо ($Fe$) и кислород ($O$). Количественный состав: соотношение атомов $Fe:O$ равно $2:3$. Массовые доли элементов: $ω(Fe) = 70\%$, $ω(O) = 30\%$.

- гидроксид алюминия

Химическая формула гидроксида алюминия: $Al(OH)_3$.

Качественный состав: соединение состоит из атомов трех химических элементов — алюминия ($Al$), кислорода ($O$) и водорода ($H$).

Количественный состав: в одной формульной единице гидроксида алюминия содержится 1 атом алюминия, 3 атома кислорода и 3 атома водорода. Соотношение атомов $N(Al) : N(O) : N(H) = 1 : 3 : 3$.

Расчет массовых долей элементов. Относительные атомные массы: $Ar(Al) = 27$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.
1. Относительная молекулярная масса $Mr(Al(OH)_3)$:
$Mr(Al(OH)_3) = Ar(Al) + 3 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 27 + 3 \cdot (16 + 1) = 27 + 51 = 78$
2. Массовые доли ($ω$) элементов:
$ω(Al) = \frac{1 \cdot 27}{78} \cdot 100\% \approx 34.62\%$
$ω(O) = \frac{3 \cdot 16}{78} \cdot 100\% = \frac{48}{78} \cdot 100\% \approx 61.54\%$
$ω(H) = \frac{3 \cdot 1}{78} \cdot 100\% \approx 3.84\%$

Ответ: Качественный состав: алюминий ($Al$), кислород ($O$), водород ($H$). Количественный состав: соотношение атомов $Al:O:H$ равно $1:3:3$. Массовые доли: $ω(Al) \approx 34.62\%$, $ω(O) \approx 61.54\%$, $ω(H) \approx 3.84\%$.

- гидрокарбонат кальция

Химическая формула гидрокарбоната кальция: $Ca(HCO_3)_2$.

Качественный состав: соединение состоит из атомов четырех химических элементов — кальция ($Ca$), водорода ($H$), углерода ($C$) и кислорода ($O$).

Количественный состав: в одной формульной единице содержится 1 атом кальция, 2 атома водорода, 2 атома углерода и 6 атомов кислорода. Соотношение атомов $N(Ca) : N(H) : N(C) : N(O) = 1 : 2 : 2 : 6$.

Расчет массовых долей элементов. Относительные атомные массы: $Ar(Ca) = 40$, $Ar(H) = 1$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.
1. Относительная молекулярная масса $Mr(Ca(HCO_3)_2)$:
$Mr(Ca(HCO_3)_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot (Ar(H) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O)) = 40 + 2 \cdot (1 + 12 + 3 \cdot 16) = 40 + 2 \cdot 61 = 162$
2. Массовые доли ($ω$) элементов:
$ω(Ca) = \frac{1 \cdot 40}{162} \cdot 100\% \approx 24.69\%$
$ω(H) = \frac{2 \cdot 1}{162} \cdot 100\% \approx 1.23\%$
$ω(C) = \frac{2 \cdot 12}{162} \cdot 100\% = \frac{24}{162} \cdot 100\% \approx 14.81\%$
$ω(O) = \frac{6 \cdot 16}{162} \cdot 100\% = \frac{96}{162} \cdot 100\% \approx 59.26\%$

Ответ: Качественный состав: кальций ($Ca$), водород ($H$), углерод ($C$), кислород ($O$). Количественный состав: соотношение атомов $Ca:H:C:O$ равно $1:2:2:6$. Массовые доли: $ω(Ca) \approx 24.69\%$, $ω(H) \approx 1.23\%$, $ω(C) \approx 14.81\%$, $ω(O) \approx 59.26\%$.

- гидроксокарбонат меди(II)

Химическая формула основного гидроксокарбоната меди(II) (малахита): $Cu_2CO_3(OH)_2$ (или $(CuOH)_2CO_3$).

Качественный состав: соединение состоит из атомов четырех химических элементов — меди ($Cu$), углерода ($C$), кислорода ($O$) и водорода ($H$).

Количественный состав: в одной формульной единице содержится 2 атома меди, 1 атом углерода, 5 атомов кислорода и 2 атома водорода. Соотношение атомов $N(Cu) : N(C) : N(O) : N(H) = 2 : 1 : 5 : 2$.

Расчет массовых долей элементов. Относительные атомные массы: $Ar(Cu) = 64$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.
1. Относительная молекулярная масса $Mr(Cu_2CO_3(OH)_2)$:
$Mr(Cu_2CO_3(OH)_2) = 2 \cdot Ar(Cu) + Ar(C) + 5 \cdot Ar(O) + 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 64 + 12 + 5 \cdot 16 + 2 \cdot 1 = 128 + 12 + 80 + 2 = 222$
2. Массовые доли ($ω$) элементов:
$ω(Cu) = \frac{2 \cdot 64}{222} \cdot 100\% = \frac{128}{222} \cdot 100\% \approx 57.66\%$
$ω(C) = \frac{1 \cdot 12}{222} \cdot 100\% \approx 5.41\%$
$ω(O) = \frac{5 \cdot 16}{222} \cdot 100\% = \frac{80}{222} \cdot 100\% \approx 36.03\%$
$ω(H) = \frac{2 \cdot 1}{222} \cdot 100\% \approx 0.90\%$

Ответ: Качественный состав: медь ($Cu$), углерод ($C$), кислород ($O$), водород ($H$). Количественный состав: соотношение атомов $Cu:C:O:H$ равно $2:1:5:2$. Массовые доли: $ω(Cu) \approx 57.66\%$, $ω(C) \approx 5.41\%$, $ω(O) \approx 36.03\%$, $ω(H) \approx 0.90\%$.

- карбонат натрия

Химическая формула карбоната натрия: $Na_2CO_3$.

Качественный состав: соединение состоит из атомов трех химических элементов — натрия ($Na$), углерода ($C$) и кислорода ($O$).

Количественный состав: в одной формульной единице карбоната натрия содержится 2 атома натрия, 1 атом углерода и 3 атома кислорода. Соотношение атомов $N(Na) : N(C) : N(O) = 2 : 1 : 3$.

Расчет массовых долей элементов. Относительные атомные массы: $Ar(Na) = 23$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.
1. Относительная молекулярная масса $Mr(Na_2CO_3)$:
$Mr(Na_2CO_3) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106$
2. Массовые доли ($ω$) элементов:
$ω(Na) = \frac{2 \cdot 23}{106} \cdot 100\% = \frac{46}{106} \cdot 100\% \approx 43.40\%$
$ω(C) = \frac{1 \cdot 12}{106} \cdot 100\% \approx 11.32\%$
$ω(O) = \frac{3 \cdot 16}{106} \cdot 100\% = \frac{48}{106} \cdot 100\% \approx 45.28\%$

Ответ: Качественный состав: натрий ($Na$), углерод ($C$), кислород ($O$). Количественный состав: соотношение атомов $Na:C:O$ равно $2:1:3$. Массовые доли: $ω(Na) \approx 43.40\%$, $ω(C) \approx 11.32\%$, $ω(O) \approx 45.28\%$.