Номер 21, страница 104 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 10. Металлы - номер 21, страница 104.

Условие.

21. Образец бинарного соединения натрия с элементом V группы содержит 4,14 г натрия и 4,5 г элемента V группы. Определите соединение.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса натрия ($m(Na)$) = 4,14 г

Масса элемента V группы ($m(Э)$) = 4,5 г

Найти:

Формулу соединения – ?

Решение:

1. Определим предполагаемую формулу соединения. Натрий (Na) — щелочной металл I группы, в соединениях проявляет степень окисления +1. Элемент Э находится в V группе. В бинарных соединениях с активными металлами элементы V группы обычно проявляют низшую степень окисления, равную -3 (номер группы минус 8). Обозначим формулу соединения как $Na_xЭ_y$. Согласно правилу электронейтральности, сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю:

$x \cdot (+1) + y \cdot (-3) = 0$

Наименьшие целые числа, удовлетворяющие этому уравнению, — $x = 3$ и $y = 1$. Таким образом, наиболее вероятная формула соединения — $Na_3Э$.

2. Найдем количество вещества (моль) натрия в образце. Молярная масса натрия $M(Na)$ = 23 г/моль.

$\nu(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{4,14 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} = 0,18 \text{ моль}$

3. Исходя из формулы $Na_3Э$, соотношение количеств веществ натрия и элемента Э составляет 3:1.

$\frac{\nu(Na)}{\nu(Э)} = \frac{3}{1}$

Отсюда найдем количество вещества элемента Э:

$\nu(Э) = \frac{\nu(Na)}{3} = \frac{0,18 \text{ моль}}{3} = 0,06 \text{ моль}$

4. Зная массу и количество вещества элемента Э, рассчитаем его молярную массу $M(Э)$.

$M(Э) = \frac{m(Э)}{\nu(Э)} = \frac{4,5 \text{ г}}{0,06 \text{ моль}} = 75 \text{ г/моль}$

5. Найдем в V группе периодической системы элемент с относительной атомной массой, близкой к 75.

Элементы V группы (главной подгруппы):

• Азот (N) - 14 а.е.м.
• Фосфор (P) - 31 а.е.м.
• Мышьяк (As) - 74,92 а.е.м. ≈ 75 а.е.м.
• Сурьма (Sb) - 122 а.е.м.
• Висмут (Bi) - 209 а.е.м.

Рассчитанная молярная масса (75 г/моль) соответствует мышьяку (As).

Следовательно, искомое соединение — арсенид натрия с формулой $Na_3As$.

Ответ: $Na_3As$ (арсенид натрия).