Номер 23, страница 65 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

7. Кислород, сера и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 23, страница 65.

Условие.

23. Одно из кислородных соединений водорода содержит 94,12 % кислорода. Установите формулу этого соединения.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Кислородное соединение водорода H_xO_y

ω(O) = 94,12 %

Найти:

Формулу соединения H_xO_y - ?

Решение:

1. Обозначим формулу искомого соединения как H_xO_y, где x и y – индексы, показывающие количество атомов водорода и кислорода в молекуле.

2. Найдем массовую долю водорода в соединении. Поскольку соединение состоит только из водорода и кислорода, сумма их массовых долей равна 100%.

ω(H) = 100% - ω(O) = 100% - 94,12% = 5,88%

3. Для нахождения простейшей формулы удобно предположить, что масса образца соединения равна 100 г. Тогда массы элементов в этом образце будут численно равны их массовым долям:

m(O) = 94,12 г

m(H) = 5,88 г

4. Найдем количество вещества (в молях) для каждого элемента, используя их молярные массы. Округлим относительные атомные массы до целых значений: Ar(H) = 1 г/моль, Ar(O) = 16 г/моль.

Количество вещества (ν) вычисляется по формуле: $ν = \frac{m}{M}$, где m – масса, а M – молярная масса.

$ν(H) = \frac{m(H)}{Ar(H)} = \frac{5,88 \text{ г}}{1 \text{ г/моль}} = 5,88 \text{ моль}$

$ν(O) = \frac{m(O)}{Ar(O)} = \frac{94,12 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 5,8825 \text{ моль}$

5. Соотношение индексов x и y в формуле H_xO_y равно соотношению количеств веществ (в молях) атомов этих элементов:

$x : y = ν(H) : ν(O)$

$x : y = 5,88 : 5,8825$

6. Чтобы найти простейшее целочисленное соотношение, разделим оба числа на наименьшее из них (в данном случае они практически равны, поэтому делим на 5,88):

$x : y = \frac{5,88}{5,88} : \frac{5,8825}{5,88}$

$x : y ≈ 1 : 1$

Таким образом, простейшая (эмпирическая) формула соединения — HO.

7. Известно несколько соединений водорода с кислородом, например, вода (H₂O) и пероксид водорода (H₂O₂). Простейшая формула для воды — H₂O, а для пероксида водорода — HO. Это совпадает с нашим результатом. Следовательно, искомое соединение — это пероксид водорода (H₂O₂).

8. Проверим, соответствует ли массовая доля кислорода в H₂O₂ заданному значению.

Молярная масса H₂O₂: $M(H_2O_2) = 2 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 34 \text{ г/моль}$.

Массовая доля кислорода в H₂O₂:

$ω(O) = \frac{2 \cdot Ar(O)}{M(H_2O_2)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 16}{34} \cdot 100\% = \frac{32}{34} \cdot 100\% \approx 94,12\%$

Расчетное значение совпадает с данным в условии задачи.

Ответ: Формула соединения — H₂O₂.