Номер 6, страница 14 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Рассчитайте массовую долю металла в веществе, химическая формула которого:

a) $Al_2(SO_4)_3$;

б) $FeSO_4 \cdot 7H_2O$.

а) Al₂(SO₄)₃

Массовая доля элемента (ω) в веществе — это отношение массы этого элемента в веществе к общей массе вещества. Она рассчитывается по формуле:

$ω(элемента) = \frac{n \cdot Ar(элемента)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов данного элемента в одной формульной единице вещества, $Ar(элемента)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса всего вещества.

Дано:

Вещество: сульфат алюминия, $Al₂(SO₄)₃$.

Металл в составе вещества: Алюминий (Al).

Для расчетов будем использовать округленные до целых чисел относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева:

$Ar(Al) = 27$

$Ar(S) = 32$

$Ar(O) = 16$

Найти:

$ω(Al)$ — массовую долю алюминия в $Al₂(SO₄)₃$.

Решение:

1. Сначала рассчитаем относительную молекулярную массу сульфата алюминия $Mr(Al₂(SO₄)₃)$.

$Mr(Al₂(SO₄)₃) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O))$

$Mr(Al₂(SO₄)₃) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 54 + 3 \cdot (32 + 64) = 54 + 3 \cdot 96 = 54 + 288 = 342$

2. В одной формульной единице $Al₂(SO₄)₃$ содержится 2 атома алюминия. Теперь можем рассчитать массовую долю алюминия в соединении.

$ω(Al) = \frac{2 \cdot Ar(Al)}{Mr(Al₂(SO₄)₃)} = \frac{2 \cdot 27}{342} = \frac{54}{342} \approx 0.1579$

3. Выразим полученное значение в процентах.

$ω(Al) = 0.1579 \cdot 100\% = 15.79\%$

Ответ: массовая доля алюминия в сульфате алюминия $Al₂(SO₄)₃$ составляет $15.79\%$.

б) FeSO₄ · 7H₂O

Дано:

Вещество: гептагидрат сульфата железа(II) (железный купорос), $FeSO₄ \cdot 7H₂O$.

Металл в составе вещества: Железо (Fe).

Относительные атомные массы элементов:

$Ar(Fe) = 56$

$Ar(S) = 32$

$Ar(O) = 16$

$Ar(H) = 1$

Найти:

$ω(Fe)$ — массовую долю железа в $FeSO₄ \cdot 7H₂O$.

Решение:

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу гептагидрата сульфата железа(II) $Mr(FeSO₄ \cdot 7H₂O)$. Она складывается из массы безводной соли $FeSO₄$ и массы семи молекул кристаллизационной воды $7H₂O$.

$Mr(FeSO₄ \cdot 7H₂O) = Mr(FeSO₄) + 7 \cdot Mr(H₂O)$

$Mr(FeSO₄ \cdot 7H₂O) = (Ar(Fe) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)) + 7 \cdot (2 \cdot Ar(H) + Ar(O))$

$Mr(FeSO₄ \cdot 7H₂O) = (56 + 32 + 4 \cdot 16) + 7 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = (152) + 7 \cdot (18) = 152 + 126 = 278$

2. В одной формульной единице $FeSO₄ \cdot 7H₂O$ содержится 1 атом железа. Рассчитаем массовую долю железа.

$ω(Fe) = \frac{1 \cdot Ar(Fe)}{Mr(FeSO₄ \cdot 7H₂O)} = \frac{56}{278} \approx 0.2014$

3. Выразим полученное значение в процентах.

$ω(Fe) = 0.2014 \cdot 100\% = 20.14\%$

Ответ: массовая доля железа в гептагидрате сульфата железа(II) $FeSO₄ \cdot 7H₂O$ составляет $20.14\%$.