Номер 8, страница 21 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. Определите элемент X и назовите соединение $K_3XO_4$, массовая доля кислорода в котором равна 30,19 %.

Дано:

Соединение с общей формулой $K_3XO_4$

Массовая доля кислорода $ω(O) = 30,19 \% = 0,3019$

Найти:

Неизвестный элемент X - ?

Название соединения - ?

Решение:

Массовая доля элемента в химическом соединении вычисляется по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(соед.)} \cdot 100\%$

где $ω(Э)$ — массовая доля элемента, $n$ — количество атомов этого элемента в формуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(соед.)$ — относительная молекулярная масса всего соединения.

Относительная молекулярная масса соединения $K_3XO_4$ равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в его состав:

$Mr(K_3XO_4) = 3 \cdot Ar(K) + Ar(X) + 4 \cdot Ar(O)$

Подставим это выражение в формулу для массовой доли кислорода (для удобства расчетов будем использовать долю, а не проценты):

$ω(O) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{3 \cdot Ar(K) + Ar(X) + 4 \cdot Ar(O)}$

Используем известные значения относительных атомных масс калия ($Ar(K) \approx 39$) и кислорода ($Ar(O) \approx 16$), а также заданное значение массовой доли кислорода $ω(O) = 0,3019$. Обозначим искомую атомную массу $Ar(X)$ как $x$.

$0,3019 = \frac{4 \cdot 16}{3 \cdot 39 + x + 4 \cdot 16}$

$0,3019 = \frac{64}{117 + x + 64}$

$0,3019 = \frac{64}{181 + x}$

Теперь решим это уравнение относительно $x$:

$0,3019 \cdot (181 + x) = 64$

$181 + x = \frac{64}{0,3019}$

$181 + x \approx 212,0$

$x \approx 212,0 - 181$

$x \approx 31$

Относительная атомная масса, равная 31, соответствует элементу фосфору (P).

Следовательно, искомый элемент X — это фосфор. Формула соединения — $K_3PO_4$.

Данное соединение является солью, образованной щелочным металлом калием и кислотным остатком ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Название этого соединения — ортофосфат калия (или фосфат калия).

Ответ:

Неизвестный элемент X — это фосфор (P). Название соединения $K_3PO_4$ — ортофосфат калия.