Номер 312, страница 50 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

312. Массовая доля кислорода в оксиде щелочного металла равна 25,81 %. Установите металл.

Дано:

Оксид щелочного металла (Ме)

Массовая доля кислорода $\omega(O) = 25,81\% = 0,2581$

Найти:

Неизвестный металл (Ме) — ?

Решение:

Щелочные металлы — это элементы I группы главной подгруппы периодической системы. В соединениях они проявляют степень окисления +1. Кислород в оксидах имеет степень окисления -2. Таким образом, общая формула оксида щелочного металла — $Me_2O$.

Массовая доля элемента в соединении определяется по формуле:

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

где $n$ — количество атомов элемента в формульной единице, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Для оксида $Me_2O$ массовая доля кислорода рассчитывается следующим образом:

$\omega(O) = \frac{1 \cdot Ar(O)}{Mr(Me_2O)} = \frac{Ar(O)}{2 \cdot Ar(Me) + Ar(O)}$

Обозначим относительную атомную массу искомого металла $Ar(Me)$ как $x$. Относительная атомная масса кислорода $Ar(O)$ составляет приблизительно 16 г/моль.

Подставим известные значения в формулу, используя массовую долю в долях от единицы ($25,81\% = 0,2581$):

$0,2581 = \frac{16}{2x + 16}$

Решим полученное уравнение относительно $x$:

$0,2581 \cdot (2x + 16) = 16$

$0,5162x + 0,2581 \cdot 16 = 16$

$0,5162x + 4,1296 = 16$

$0,5162x = 16 - 4,1296$

$0,5162x = 11,8704$

$x = \frac{11,8704}{0,5162}$

$x \approx 23$

Таким образом, относительная атомная масса неизвестного металла равна 23. Согласно периодической таблице химических элементов Д.И. Менделеева, щелочным металлом с такой атомной массой является натрий (Na).

Ответ: искомый металл — натрий (Na).