Номер 141, страница 29 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

141. Считая, что исходные вещества прореагировали полностью, установите формулы нестехиометрических соединений, полученных при взаимодействии:

а) меди массой 1,207 г с серой массой 0,321 г;

б) титана массой 4,79 г с кислородом массой 3,52 г;

в) галлия массой 6,97 г с фосфором массой 2,85 г.

а) меди массой 1,207 г с серой массой 0,321 г;

Дано:

$m(\text{Cu}) = 1,207 \text{ г}$

$m(\text{S}) = 0,321 \text{ г}$

Массы веществ даны в граммах. В химии для расчетов по формулам принято использовать граммы, а молярную массу в г/моль, поэтому перевод в основную единицу СИ (килограмм) не требуется.

Найти:

Формулу соединения $\text{Cu}_x\text{S}_y$

Решение:

1. Определим количество вещества (число молей) каждого элемента, вступившего в реакцию. Для этого разделим массу каждого вещества на его молярную массу. Молярные массы возьмем из периодической таблицы химических элементов.

Молярная масса меди $M(\text{Cu}) \approx 63,546$ г/моль.

Молярная масса серы $M(\text{S}) \approx 32,065$ г/моль.

Количество вещества меди:

$\nu(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{M(\text{Cu})} = \frac{1,207 \text{ г}}{63,546 \text{ г/моль}} \approx 0,01899 \text{ моль}$

Количество вещества серы:

$\nu(\text{S}) = \frac{m(\text{S})}{M(\text{S})} = \frac{0,321 \text{ г}}{32,065 \text{ г/моль}} \approx 0,01001 \text{ моль}$

2. Найдем мольное соотношение элементов в полученном соединении, которое соответствует соотношению индексов в химической формуле.

$x : y = \nu(\text{Cu}) : \nu(\text{S}) \approx 0,01899 : 0,01001$

3. Для нахождения простейшего соотношения разделим оба мольных количества на наименьшее из них (0,01001).

$x = \frac{0,01899}{0,01001} \approx 1,897 \approx 1,90$

$y = \frac{0,01001}{0,01001} = 1$

Таким образом, соотношение атомов меди к атомам серы составляет 1,90 : 1. Формула нестехиометрического соединения - $\text{Cu}_{1,90}\text{S}$.

Ответ: $\text{Cu}_{1,90}\text{S}$

б) титана массой 4,79 г с кислородом массой 3,52 г;

Дано:

$m(\text{Ti}) = 4,79 \text{ г}$

$m(\text{O}) = 3,52 \text{ г}$

Массы веществ даны в граммах. В химии для расчетов по формулам принято использовать граммы, а молярную массу в г/моль, поэтому перевод в основную единицу СИ (килограмм) не требуется.

Найти:

Формулу соединения $\text{Ti}_x\text{O}_y$

Решение:

1. Определим количество вещества каждого элемента.

Молярная масса титана $M(\text{Ti}) \approx 47,867$ г/моль.

Молярная масса кислорода $M(\text{O}) \approx 15,999$ г/моль.

Количество вещества титана:

$\nu(\text{Ti}) = \frac{m(\text{Ti})}{M(\text{Ti})} = \frac{4,79 \text{ г}}{47,867 \text{ г/моль}} \approx 0,100 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода:

$\nu(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{3,52 \text{ г}}{15,999 \text{ г/моль}} \approx 0,220 \text{ моль}$

2. Найдем мольное соотношение элементов в соединении.

$x : y = \nu(\text{Ti}) : \nu(\text{O}) \approx 0,100 : 0,220$

3. Для удобства представления формулы приведем соотношение к виду, где индекс титана равен 1. Для этого разделим оба числа на количество вещества титана (0,100).

$x = \frac{0,100}{0,100} = 1$

$y = \frac{0,220}{0,100} = 2,20$

Соотношение атомов титана к атомам кислорода составляет 1 : 2,20. Формула нестехиометрического соединения - $\text{Ti}\text{O}_{2,20}$.

Ответ: $\text{Ti}\text{O}_{2,20}$

в) галлия массой 6,97 г с фосфором массой 2,85 г.

Дано:

$m(\text{Ga}) = 6,97 \text{ г}$

$m(\text{P}) = 2,85 \text{ г}$

Массы веществ даны в граммах. В химии для расчетов по формулам принято использовать граммы, а молярную массу в г/моль, поэтому перевод в основную единицу СИ (килограмм) не требуется.

Найти:

Формулу соединения $\text{Ga}_x\text{P}_y$

Решение:

1. Определим количество вещества каждого элемента.

Молярная масса галлия $M(\text{Ga}) \approx 69,723$ г/моль.

Молярная масса фосфора $M(\text{P}) \approx 30,974$ г/моль.

Количество вещества галлия:

$\nu(\text{Ga}) = \frac{m(\text{Ga})}{M(\text{Ga})} = \frac{6,97 \text{ г}}{69,723 \text{ г/моль}} \approx 0,09997 \text{ моль}$

Количество вещества фосфора:

$\nu(\text{P}) = \frac{m(\text{P})}{M(\text{P})} = \frac{2,85 \text{ г}}{30,974 \text{ г/моль}} \approx 0,09201 \text{ моль}$

2. Найдем мольное соотношение элементов в соединении.

$x : y = \nu(\text{Ga}) : \nu(\text{P}) \approx 0,09997 : 0,09201$

3. Для нахождения простейшего соотношения разделим оба мольных количества на наименьшее из них (0,09201).

$x = \frac{0,09997}{0,09201} \approx 1,087 \approx 1,09$

$y = \frac{0,09201}{0,09201} = 1$

Соотношение атомов галлия к атомам фосфора составляет 1,09 : 1. Формула нестехиометрического соединения - $\text{Ga}_{1,09}\text{P}$.

Ответ: $\text{Ga}_{1,09}\text{P}$