Номер 11, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

8. Азот, фосфор и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 11, страница 76.

Условие.

11. Рассчитайте массовые доли азота в азотной кислоте, аммиачной селитре и нашатырном спирте.

Решение.

Решение 2.

Для расчета массовых долей воспользуемся общей формулой:

$ \omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{вещества})} $

где $ \omega(Э) $ — массовая доля элемента, $ n $ — число атомов данного элемента в формульной единице, $ Ar(Э) $ — относительная атомная масса элемента, $ Mr(\text{вещества}) $ — относительная молекулярная (или формульная) масса вещества.

Для расчетов используем округленные значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:

• $ Ar(H) = 1 $
• $ Ar(N) = 14 $
• $ Ar(O) = 16 $

в азотной кислоте

Дано:
Азотная кислота, формула: $ HNO_3 $.

Найти:
Массовую долю азота $ \omega(N) $.

Решение:
1. Вычислим относительную молекулярную массу азотной кислоты ($ HNO_3 $):
$ Mr(HNO_3) = Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 15 + 48 = 63 $.
2. В одной молекуле азотной кислоты содержится один атом азота ($ n=1 $).
3. Рассчитаем массовую долю азота:
$ \omega(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(HNO_3)} = \frac{1 \cdot 14}{63} \approx 0,2222 $.
Для выражения в процентах, умножаем на 100%:
$ 0,2222 \cdot 100\% \approx 22,2\% $.

Ответ: массовая доля азота в азотной кислоте составляет 22,2%.

в аммиачной селитре

Аммиачная селитра — это тривиальное название нитрата аммония.

Дано:
Аммиачная селитра, формула: $ NH_4NO_3 $.

Найти:
Массовую долю азота $ \omega(N) $.

Решение:
1. Вычислим относительную формульную массу нитрата аммония ($ NH_4NO_3 $):
$ Mr(NH_4NO_3) = 2 \cdot Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 14 + 4 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 28 + 4 + 48 = 80 $.
2. В одной формульной единице нитрата аммония содержатся два атома азота ($ n=2 $).
3. Рассчитаем массовую долю азота:
$ \omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(NH_4NO_3)} = \frac{2 \cdot 14}{80} = \frac{28}{80} = 0,35 $.
Для выражения в процентах, умножаем на 100%:
$ 0,35 \cdot 100\% = 35\% $.

Ответ: массовая доля азота в аммиачной селитре составляет 35%.

в нашатырном спирте

Нашатырный спирт представляет собой водный раствор аммиака. Поскольку в задаче не указана концентрация раствора, расчет массовой доли азота производится для растворенного вещества — аммиака.

Дано:
Аммиак, формула: $ NH_3 $.

Найти:
Массовую долю азота $ \omega(N) $.

Решение:
1. Вычислим относительную молекулярную массу аммиака ($ NH_3 $):
$ Mr(NH_3) = Ar(N) + 3 \cdot Ar(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 $.
2. В одной молекуле аммиака содержится один атом азота ($ n=1 $).
3. Рассчитаем массовую долю азота:
$ \omega(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(NH_3)} = \frac{1 \cdot 14}{17} \approx 0,8235 $.
Для выражения в процентах, умножаем на 100%:
$ 0,8235 \cdot 100\% \approx 82,4\% $.

Ответ: массовая доля азота в аммиаке (действующем веществе нашатырного спирта) составляет 82,4%.