Номер 285, страница 47 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

285. Рассчитайте массовую долю кремния в его водородном соединении и высшем оксиде.

Дано:

Относительная атомная масса кремния: $Ar(Si) = 28$

Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) = 1$

Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) = 16$

Найти:

$ω(Si)$ в водородном соединении кремния - ?

$ω(Si)$ в высшем оксиде кремния - ?

Решение:

Массовая доля элемента ($ω$) в веществе рассчитывается как отношение массы этого элемента в веществе к общей массе вещества. Формула для расчета:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{соединения})} \cdot 100\%$

где $n$ — количество атомов элемента в формульной единице, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(\text{соединения})$ — относительная молекулярная (или формульная) масса соединения.

Массовая доля кремния в его водородном соединении

1.Определение формулы соединения. Кремний ($Si$) находится в 14-й группе (IVА группе) Периодической системы. В летучих водородных соединениях неметаллов IVА группы их валентность равна IV. Следовательно, формула водородного соединения кремния — силан, $SiH_4$.

2.Расчет относительной молекулярной массы ($Mr$) силана.

$Mr(SiH_4) = Ar(Si) + 4 \cdot Ar(H) = 28 + 4 \cdot 1 = 32$

3.Расчет массовой доли ($ω$) кремния в силане. В молекуле силана содержится один атом кремния ($n=1$).

$ω(Si) = \frac{1 \cdot Ar(Si)}{Mr(SiH_4)} = \frac{28}{32} = 0.875$

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$0.875 \cdot 100\% = 87.5\%$

Ответ: Массовая доля кремния в его водородном соединении ($SiH_4$) составляет 87.5%.

Массовая доля кремния в его высшем оксиде

1.Определение формулы соединения. Высшая валентность элемента, как правило, совпадает с номером группы. Для кремния (IV группа) она равна IV. Валентность кислорода в оксидах равна II. Таким образом, формула высшего оксида кремния — $SiO_2$ (оксид кремния(IV)).

2.Расчет относительной молекулярной массы ($Mr$) оксида кремния(IV).

$Mr(SiO_2) = Ar(Si) + 2 \cdot Ar(O) = 28 + 2 \cdot 16 = 28 + 32 = 60$

3.Расчет массовой доли ($ω$) кремния в оксиде кремния(IV). В формульной единице $SiO_2$ содержится один атом кремния ($n=1$).

$ω(Si) = \frac{1 \cdot Ar(Si)}{Mr(SiO_2)} = \frac{28}{60} = \frac{7}{15} \approx 0.4667$

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$0.4667 \cdot 100\% \approx 46.7\%$

Ответ: Массовая доля кремния в его высшем оксиде ($SiO_2$) составляет примерно 46.7%.