Номер 25, страница 53 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 6. Галогены и их соединения - номер 25, страница 53.

Условие.

25. Определите простейшую формулу кислоты, содержащей 66,15 % иода и 33,33 % кислорода (по массе). Какую степень окисления проявляет иод в этом соединении?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Массовая доля иода в кислоте, $w(I) = 66,15 \% $
Массовая доля кислорода в кислоте, $w(O) = 33,33 \% $

Найти:

1. Простейшую формулу кислоты - $H_xI_yO_z$
2. Степень окисления иода в этой кислоте

Решение:

1. Определение простейшей формулы кислоты

Поскольку соединение является кислотой, оно должно содержать атомы водорода (H), иода (I) и кислорода (O). Сумма массовых долей иода и кислорода составляет:
$w(I) + w(O) = 66,15\% + 33,33\% = 99,48\%$

Оставшаяся массовая доля приходится на водород:
$w(H) = 100\% - 99,48\% = 0,52\%$

Для нахождения простейшей формулы $H_xI_yO_z$ найдем соотношение индексов $x:y:z$. Это соотношение равно соотношению количеств вещества (числа молей) атомов в соединении. Примем массу образца кислоты за 100 г. Тогда массы элементов будут равны:
$m(H) = 100 \text{ г} \cdot 0,0052 = 0,52 \text{ г}$
$m(I) = 100 \text{ г} \cdot 0,6615 = 66,15 \text{ г}$
$m(O) = 100 \text{ г} \cdot 0,3333 = 33,33 \text{ г}$

Найдем количество вещества каждого элемента, используя их молярные массы: $M(H) \approx 1 \text{ г/моль}$, $M(I) \approx 127 \text{ г/моль}$, $M(O) \approx 16 \text{ г/моль}$.
$n(H) = \frac{m(H)}{M(H)} = \frac{0,52 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 0,52 \text{ моль}$
$n(I) = \frac{m(I)}{M(I)} = \frac{66,15 \text{ г}}{127 \text{ г/моль}} \approx 0,521 \text{ моль}$
$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{33,33 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 2,083 \text{ моль}$

Найдем соотношение количеств вещества, разделив все значения на наименьшее из них (0,52):
$x:y:z = n(H):n(I):n(O) \approx 0,52:0,521:2,083$
$x:y:z \approx \frac{0,52}{0,52}:\frac{0,521}{0,52}:\frac{2,083}{0,52} \approx 1:1:4$

Таким образом, простейшая формула кислоты — $HIO_4$ (иодная кислота).

2. Определение степени окисления иода

В молекуле $HIO_4$ сумма степеней окисления всех атомов равна нулю. Степень окисления водорода в кислотах равна $+1$, а кислорода в большинстве соединений (включая оксикислоты) — $-2$. Обозначим степень окисления иода за $x$.
Составим уравнение:
$(+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$
$1 + x - 8 = 0$
$x - 7 = 0$
$x = +7$

Следовательно, иод в этом соединении проявляет степень окисления $+7$.

Ответ: Простейшая формула кислоты — $HIO_4$. Степень окисления иода в этом соединении равна $+7$.