Номер 166, страница 32 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

166. Относительная плотность газообразного оксида трёхвалентного химического элемента по воздуху равна 2,621. Установите формулу оксида.

Дано:

D_воздух(оксида) = 2,621

Валентность элемента (Э) = III

Найти:

Формулу оксида - ?

Решение:

1. Определим общую формулу оксида. Пусть неизвестный химический элемент обозначается символом Э. Поскольку элемент является трёхвалентным (валентность III), а кислород в оксидах обычно двухвалентен (валентность II), то для составления формулы оксида находим наименьшее общее кратное валентностей (НОК(3, 2) = 6). Индексы в формуле будут: для элемента Э - $6 / 3 = 2$, для кислорода О - $6 / 2 = 3$. Таким образом, общая формула оксида — Э₂O₃.

2. Относительная плотность газа по воздуху (D_воздух) — это отношение молярной массы этого газа (M(оксида)) к средней молярной массе воздуха (M(воздуха)).

$D_{воздух}(оксида) = \frac{M(оксида)}{M(воздуха)}$

Среднюю молярную массу воздуха принимаем равной 29 г/моль.

3. Используя эту формулу, можем вычислить молярную массу неизвестного оксида:

$M(оксида) = D_{воздух}(оксида) \cdot M(воздуха)$

$M(оксида) = 2,621 \cdot 29 \text{ г/моль} \approx 76 \text{ г/моль}$

4. Молярная масса оксида Э₂O₃ складывается из молярных масс составляющих его элементов с учётом их индексов. Обозначим молярную массу элемента Э как M(Э). Молярная масса кислорода M(O) составляет приблизительно 16 г/моль.

$M(Э_2O_3) = 2 \cdot M(Э) + 3 \cdot M(O)$

5. Подставим известные значения в уравнение и найдём молярную массу неизвестного элемента M(Э):

$76 \text{ г/моль} = 2 \cdot M(Э) + 3 \cdot 16 \text{ г/моль}$

$76 = 2 \cdot M(Э) + 48$

$2 \cdot M(Э) = 76 - 48$

$2 \cdot M(Э) = 28$

$M(Э) = \frac{28}{2} = 14 \text{ г/моль}$

6. Обратившись к периодической системе химических элементов, находим элемент с относительной атомной массой, равной 14. Этот элемент — азот (N). Азот является неметаллом и может проявлять валентность III.

Следовательно, искомый оксид — это оксид азота(III), формула которого N₂O₃.

Ответ: N₂O₃.