Номер 1150, страница 181 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1150. Во сколько раз массовая доля азота в сульфате аммония меньше, чем в хлориде аммония?

Дано:

Сульфат аммония - $(NH_4)_2SO_4$

Хлорид аммония - $NH_4Cl$

Относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева (округлённые):

$A_r(N) = 14$

$A_r(H) = 1$

$A_r(S) = 32$

$A_r(O) = 16$

$A_r(Cl) = 35,5$

Найти:

Во сколько раз массовая доля азота в сульфате аммония меньше, чем в хлориде аммония. Это эквивалентно нахождению отношения: $ \frac{\omega(N)_{в\ NH_4Cl}}{\omega(N)_{в\ (NH_4)_2SO_4}} $.

Решение:

1. Сначала рассчитаем относительные молекулярные массы ($M_r$) для сульфата аммония и хлорида аммония.

Относительная молекулярная масса сульфата аммония $(NH_4)_2SO_4$:

$M_r((NH_4)_2SO_4) = 2 \cdot (A_r(N) + 4 \cdot A_r(H)) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot (14 + 4 \cdot 1) + 32 + 4 \cdot 16 = 2 \cdot 18 + 32 + 64 = 36 + 96 = 132$.

Относительная молекулярная масса хлорида аммония $NH_4Cl$:

$M_r(NH_4Cl) = A_r(N) + 4 \cdot A_r(H) + A_r(Cl) = 14 + 4 \cdot 1 + 35,5 = 18 + 35,5 = 53,5$.

2. Теперь рассчитаем массовую долю ($\omega$) азота в каждом из соединений. Массовая доля элемента в соединении вычисляется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(соед.)}$, где $n$ – число атомов элемента в формульной единице.

Массовая доля азота в сульфате аммония $(NH_4)_2SO_4$, где $n(N)=2$:

$\omega(N)_{(NH_4)_2SO_4} = \frac{2 \cdot A_r(N)}{M_r((NH_4)_2SO_4)} = \frac{2 \cdot 14}{132} = \frac{28}{132} \approx 0,2121$

Массовая доля азота в хлориде аммония $NH_4Cl$, где $n(N)=1$:

$\omega(N)_{NH_4Cl} = \frac{1 \cdot A_r(N)}{M_r(NH_4Cl)} = \frac{14}{53,5} \approx 0,2617$

3. Найдём, во сколько раз массовая доля азота в сульфате аммония меньше, чем в хлориде аммония. Для этого разделим большую массовую долю на меньшую.

$\frac{\omega(N)_{NH_4Cl}}{\omega(N)_{(NH_4)_2SO_4}} = \frac{14/53,5}{28/132} = \frac{14}{53,5} \cdot \frac{132}{28} = \frac{1}{53,5} \cdot \frac{132}{2} = \frac{66}{53,5} \approx 1,2336$

Округляя до сотых, получаем 1,23.

Ответ: Массовая доля азота в сульфате аммония меньше, чем в хлориде аммония, примерно в 1,23 раза.