Номер 286, страница 47 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

286. Рассчитайте массовую долю хлора в его водородном соединении и высшем оксиде.

Дано:

Химический элемент: Хлор (Cl)

Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) \approx 1$ а.е.м.

Относительная атомная масса хлора: $Ar(Cl) \approx 35.5$ а.е.м.

Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) \approx 16$ а.е.м.

Найти:

$\omega(Cl)$ в водородном соединении - ?

$\omega(Cl)$ в высшем оксиде - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо определить химические формулы водородного соединения и высшего оксида хлора, а затем рассчитать массовые доли хлора в этих соединениях по общей формуле:

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

где $ \omega(\text{Э}) $ — массовая доля элемента, $ n $ — число атомов данного элемента в формуле вещества, $ Ar(\text{Э}) $ — относительная атомная масса элемента, $ Mr(\text{вещества}) $ — относительная молекулярная масса вещества.

в его водородном соединении

Хлор (Cl) находится в 17-й группе (VIIA) периодической системы. В соединениях с водородом галогены проявляют валентность I. Следовательно, формула водородного соединения хлора — HCl (хлороводород).

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу хлороводорода (HCl):

$ Mr(\text{HCl}) = Ar(\text{H}) + Ar(\text{Cl}) = 1 + 35.5 = 36.5 $

2. Рассчитаем массовую долю хлора в HCl:

$ \omega(\text{Cl}) = \frac{1 \cdot Ar(\text{Cl})}{Mr(\text{HCl})} \cdot 100\% = \frac{35.5}{36.5} \cdot 100\% \approx 97.26\% $

Ответ: массовая доля хлора в его водородном соединении (HCl) составляет 97,26%.

в высшем оксиде

Высшая валентность элемента, как правило, совпадает с номером группы в периодической системе. Хлор находится в VIIA группе, значит его высшая валентность равна VII. Валентность кислорода в оксидах равна II. Составляем формулу высшего оксида хлора, используя валентности: $ \stackrel{VII}{Cl} \stackrel{II}{O} $. Наименьшее общее кратное для валентностей 7 и 2 равно 14. Находим индексы: для хлора 14/7=2, для кислорода 14/2=7. Формула высшего оксида хлора — $Cl_2O_7$ (оксид хлора(VII)).

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу оксида хлора(VII) ($Cl_2O_7$):

$ Mr(\text{Cl}_2\text{O}_7) = 2 \cdot Ar(\text{Cl}) + 7 \cdot Ar(\text{O}) = 2 \cdot 35.5 + 7 \cdot 16 = 71 + 112 = 183 $

2. Рассчитаем массовую долю хлора в $Cl_2O_7$:

$ \omega(\text{Cl}) = \frac{2 \cdot Ar(\text{Cl})}{Mr(\text{Cl}_2\text{O}_7)} \cdot 100\% = \frac{71}{183} \cdot 100\% \approx 38.80\% $

Ответ: массовая доля хлора в его высшем оксиде ($Cl_2O_7$) составляет 38,80%.