Номер 316, страница 50 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

316. *Высший гидроксид теллура имеет состав, отличный от подобных соединений его соседей по группе VIA. Мольные доли водорода и кислорода в его высшем гидроксиде равны, а мольная доля теллура в 6 раз меньше, чем у кислорода. Установите формулу высшего гидроксида теллура и рассчитайте массовую долю кислорода в нём.

Дано:

Высший гидроксид теллура.

Соотношения мольных долей ($\chi$):

$\chi(\text{H}) = \chi(\text{O})$

$\chi(\text{Te}) = \frac{\chi(\text{O})}{6}$

Найти:

Формула гидроксида - ?

$\omega(\text{O})$ - ?

Решение:

1.Установление формулы гидроксида.

Обозначим формулу высшего гидроксида теллура как $H_xTe_yO_z$, где $x$, $y$ и $z$ – индексы, показывающие количество атомов водорода, теллура и кислорода в молекуле соответственно.

Мольная доля элемента в соединении – это отношение количества атомов данного элемента к общему числу атомов в формульной единице. Соотношение индексов в химической формуле ($x:y:z$) прямо пропорционально соотношению мольных долей элементов ($\chi(\text{H}) : \chi(\text{Te}) : \chi(\text{O})$).

Из условия задачи имеем:

$\chi(\text{H}) = \chi(\text{O})$

$\chi(\text{Te}) = \frac{\chi(\text{O})}{6}$

Таким образом, соотношение мольных долей можно записать как:

$\chi(\text{H}) : \chi(\text{Te}) : \chi(\text{O}) = \chi(\text{O}) : \frac{\chi(\text{O})}{6} : \chi(\text{O})$

Для нахождения соотношения индексов $x:y:z$ можно сократить выражение на $\chi(\text{O})$:

$x:y:z = 1 : \frac{1}{6} : 1$

Чтобы получить целочисленные значения индексов, умножим все части соотношения на 6:

$x:y:z = 6 : 1 : 6$

Следовательно, простейшая формула высшего гидроксида теллура – $H_6TeO_6$.

Это соединение известно как ортотеллуровая кислота. Проверим степень окисления теллура в этом соединении. Учитывая, что степень окисления водорода +1, а кислорода –2, получаем:

$6 \cdot (+1) + \text{Te} + 6 \cdot (-2) = 0$

$6 + \text{Te} - 12 = 0$

$\text{Te} = +6$

Степень окисления +6 является высшей для теллура (элемента VIA группы), что подтверждает правильность найденной формулы.

2.Расчет массовой доли кислорода.

Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении рассчитывается по формуле:

$ \omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(\text{соединения})} \cdot 100\% $

где $n$ – число атомов элемента в формуле, $A_r$ – относительная атомная масса элемента, $M_r$ – относительная молекулярная масса соединения.

Используем округленные значения относительных атомных масс: $A_r(\text{H}) = 1$, $A_r(\text{O}) = 16$, $A_r(\text{Te}) = 128$.

Рассчитаем относительную молекулярную массу $H_6TeO_6$:

$ M_r(\text{H}_6\text{TeO}_6) = 6 \cdot A_r(\text{H}) + 1 \cdot A_r(\text{Te}) + 6 \cdot A_r(\text{O}) = 6 \cdot 1 + 128 + 6 \cdot 16 = 6 + 128 + 96 = 230 $

Теперь рассчитаем массовую долю кислорода:

$ \omega(\text{O}) = \frac{6 \cdot A_r(\text{O})}{M_r(\text{H}_6\text{TeO}_6)} = \frac{6 \cdot 16}{230} = \frac{96}{230} \approx 0.4174 $

Выразим в процентах:

$ \omega(\text{O}) = 0.4174 \cdot 100\% = 41.74\% $

Ответ: формула высшего гидроксида теллура – $H_6TeO_6$; массовая доля кислорода в нём составляет 41.74%.