Номер 311, страница 50 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

311. Относительная плотность водородного соединения химического элемента по водороду равна 17. Установите химический элемент, если его степень окисления в этом соединении равна -2.

Дано:

$D_{H_2}(\text{соединения}) = 17$

Степень окисления элемента (Э) = -2

Найти:

Э - ?

Решение:

1. Относительная плотность газа по водороду ($D_{H_2}$) — это отношение молярной массы этого газа ($M_{\text{газа}}$) к молярной массе молекулярного водорода ($M(H_2)$). Молярная масса водорода $M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) \approx 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Формула для расчета: $D_{H_2} = \frac{M_{\text{газа}}}{M(H_2)}$

Из этой формулы мы можем найти молярную массу неизвестного водородного соединения:

$M_{\text{соединения}} = D_{H_2} \times M(H_2) = 17 \times 2 = 34 \text{ г/моль}$.

2. Определим формулу водородного соединения. Обозначим неизвестный элемент как Э. В соединениях с неметаллами водород проявляет степень окисления +1. По условию, степень окисления элемента Э в этом соединении равна -2. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов в ней равна нулю. Составим простейшую формулу соединения $H_xЭ$:

$x \cdot (+1) + 1 \cdot (-2) = 0$

$x - 2 = 0$

$x = 2$

Следовательно, химическая формула соединения — $H_2Э$.

3. Зная молярную массу соединения и его формулу, мы можем вычислить относительную атомную массу ($Ar$) неизвестного элемента Э. Относительная атомная масса водорода $Ar(H) \approx 1$.

$M(H_2Э) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(Э)$

$34 = 2 \cdot 1 + Ar(Э)$

$Ar(Э) = 34 - 2 = 32 \text{ а.е.м.}$

4. Найдем в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева элемент с относительной атомной массой, близкой к 32. Этим элементом является сера (S), ее атомная масса составляет 32,066 а.е.м. Сера является неметаллом VIА группы и в соединении с водородом (сероводород, $H_2S$) проявляет свою низшую степень окисления -2, что соответствует условию задачи.

Ответ: искомый химический элемент — сера (S).