Номер 15, страница 8 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

15. Для получения хорошего урожая под молодые плодовые деревья вносят удобрения. Важным элементом удобрений является азот. В качестве азотного удобрения может использоваться нитрат аммония $NH_4NO_3$.

а) Укажите массовую долю азота в нитрате аммония.

б) Под некоторое плодовое дерево внесли 80 г нитрата аммония. Рассчитайте массу азота, которую внесли под плодовое дерево.

в) Садовод-любитель вычислил, что под каждое плодовое дерево на его участке необходимо внести 38,5 г азота. На участке садовода-любителя растет 48 деревьев. Укажите массу нитрата аммония, которую нужно приобрести садоводу-любителю, чтобы удобрить все деревья на своем участке.

а) Укажите массовую долю азота в нитрате аммония.

Решение

Массовая доля элемента в веществе (ω) вычисляется по формуле:
$ω(элемента) = (n \cdot Ar(элемента) / Mr(вещества)) \cdot 100\%$
где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $Ar$ — относительная атомная масса элемента, $Mr$ — относительная молекулярная масса вещества.

1. Химическая формула нитрата аммония — $NH_4NO_3$. В одной формульной единице содержится 2 атома азота (N), 4 атома водорода (H) и 3 атома кислорода (O).

2. Используя периодическую таблицу химических элементов, находим относительные атомные массы:
$Ar(N) = 14$
$Ar(H) = 1$
$Ar(O) = 16$

3. Рассчитаем относительную молекулярную массу нитрата аммония:
$Mr(NH_4NO_3) = 2 \cdot Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 14 + 4 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 28 + 4 + 48 = 80$

4. Рассчитаем массовую долю азота в нитрате аммония:
$ω(N) = (2 \cdot Ar(N) / Mr(NH_4NO_3)) = (2 \cdot 14) / 80 = 28 / 80 = 0,35$
В процентах это составляет $0,35 \cdot 100\% = 35\%$.

Ответ: массовая доля азота в нитрате аммония составляет 0,35 или 35%.

б) Под некоторое плодовое дерево внесли 80 г нитрата аммония. Рассчитайте массу азота, которую внесли под плодовое дерево.

Дано:

$m(NH_4NO_3) = 80\ г$

В СИ:
$m(NH_4NO_3) = 0,08\ кг$

Найти:

$m(N) - ?$

Решение

Массу элемента в образце вещества можно найти, зная массу образца и массовую долю элемента в этом веществе.
$m(N) = m(NH_4NO_3) \cdot ω(N)$
Из пункта а) нам известно, что массовая доля азота $ω(N) = 0,35$.
$m(N) = 80\ г \cdot 0,35 = 28\ г$

Ответ: под плодовое дерево внесли 28 г азота.

в) Садовод-любитель вычислил, что под каждое плодовое дерево на его участке необходимо внести 38,5 г азота. На участке садовода-любителя растет 48 деревьев. Укажите массу нитрата аммония, которую нужно приобрести садоводу-любителю, чтобы удобрить все деревья на своем участке.

Дано:

$m_1(N) = 38,5\ г$ (масса азота на одно дерево)

$N_{деревьев} = 48$

В СИ:
$m_1(N) = 0,0385\ кг$

Найти:

$m_{общ}(NH_4NO_3) - ?$

Решение

1. Сначала рассчитаем общую массу азота, необходимую для удобрения всех деревьев:
$m_{общ}(N) = m_1(N) \cdot N_{деревьев} = 38,5\ г \cdot 48 = 1848\ г$

2. Зная общую массу необходимого азота и его массовую долю в нитрате аммония ($ω(N) = 0,35$), рассчитаем массу нитрата аммония, которую нужно приобрести.
$m_{общ}(NH_4NO_3) = m_{общ}(N) / ω(N)$
$m_{общ}(NH_4NO_3) = 1848\ г / 0,35 = 5280\ г$

Массу можно также выразить в килограммах: $5280\ г = 5,28\ кг$.

Ответ: садоводу-любителю нужно приобрести 5280 г (или 5,28 кг) нитрата аммония.