Номер 142, страница 30 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

142. Массовые доли натрия, хлора и кислорода в составе соли соответственно равны 21,60; 33,31; 45,09 %. Установите формулу соли.

Дано:

Массовая доля натрия, $w(Na) = 21,60 \%$

Массовая доля хлора, $w(Cl) = 33,31 \%$

Массовая доля кислорода, $w(O) = 45,09 \%$

Найти:

Формулу соли - $Na_xCl_yO_z$

Решение:

Для установления простейшей химической формулы соли найдем соотношение индексов $x$, $y$ и $z$. Это соотношение равно соотношению количеств вещества (молей) атомов каждого элемента.

Допустим, масса образца соли составляет 100 г. Тогда массы элементов в этом образце будут численно равны их массовым долям в процентах:

$m(Na) = 100 \text{ г} \cdot 0,2160 = 21,60 \text{ г}$

$m(Cl) = 100 \text{ г} \cdot 0,3331 = 33,31 \text{ г}$

$m(O) = 100 \text{ г} \cdot 0,4509 = 45,09 \text{ г}$

Теперь вычислим количество вещества для каждого элемента, используя их молярные массы. Относительные атомные массы: $Ar(Na) \approx 23 \text{ а.е.м.}$, $Ar(Cl) \approx 35,5 \text{ а.е.м.}$, $Ar(O) \approx 16 \text{ а.е.м.}$. Соответственно, молярные массы: $M(Na) = 23 \text{ г/моль}$, $M(Cl) = 35,5 \text{ г/моль}$, $M(O) = 16 \text{ г/моль}$.

$n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{21,60 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} \approx 0,9391 \text{ моль}$

$n(Cl) = \frac{m(Cl)}{M(Cl)} = \frac{33,31 \text{ г}}{35,5 \text{ г/моль}} \approx 0,9383 \text{ моль}$

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{45,09 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \approx 2,8181 \text{ моль}$

Соотношение индексов в формуле равно соотношению количеств вещества:

$x : y : z = n(Na) : n(Cl) : n(O) \approx 0,9391 : 0,9383 : 2,8181$

Для нахождения целочисленного соотношения разделим все значения на наименьшее из них (на $0,9383$):

$x = \frac{0,9391}{0,9383} \approx 1$

$y = \frac{0,9383}{0,9383} = 1$

$z = \frac{2,8181}{0,9383} \approx 3$

Таким образом, соотношение атомов в формуле соли Na:Cl:O равно 1:1:3. Простейшая формула соли - $NaClO_3$. Это хлорат натрия.

Ответ: формула соли - $NaClO_3$.