Номер 10, страница 88 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

10. Определите степень окисления марганца в соединении $K_xMn_yO_z$, в котором массовые доли калия, марганца и кислорода соответственно равны 0,396, 0,279 и 0,325.

Дано:

Соединение $K_xMn_yO_z$

Массовая доля калия $\omega(K) = 0.396$

Массовая доля марганца $\omega(Mn) = 0.279$

Массовая доля кислорода $\omega(O) = 0.325$

(Массовые доли являются безразмерными величинами и не требуют перевода в СИ)

Найти:

Степень окисления марганца - $С.О.(Mn)$

Решение:

1. Для начала определим простейшую химическую формулу соединения. Соотношение индексов атомов в формуле ($x:y:z$) равно соотношению количества вещества (в молях) этих атомов. Найдем это соотношение, используя молярные массы элементов: $Ar(K) \approx 39$ г/моль, $Ar(Mn) \approx 55$ г/моль, $Ar(O) = 16$ г/моль.

Соотношение индексов можно найти по формуле: $x : y : z = \frac{\omega(K)}{Ar(K)} : \frac{\omega(Mn)}{Ar(Mn)} : \frac{\omega(O)}{Ar(O)}$

Подставим числовые значения: $x : y : z = \frac{0.396}{39} : \frac{0.279}{55} : \frac{0.325}{16}$

$x : y : z \approx 0.01015 : 0.00507 : 0.02031$

Чтобы получить целочисленное соотношение, разделим все значения на наименьшее из них (0.00507): $x : y : z = \frac{0.01015}{0.00507} : \frac{0.00507}{0.00507} : \frac{0.02031}{0.00507}$

$x : y : z \approx 2 : 1 : 4$

Таким образом, простейшая формула соединения - $K_2MnO_4$ (манганат калия).

2. Теперь определим степень окисления марганца в этом соединении. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.

Степень окисления калия (щелочной металл) в соединениях постоянна и равна $+1$.

Степень окисления кислорода в большинстве соединений (в том числе в манганатах) равна $-2$.

Обозначим неизвестную степень окисления марганца как $n$. Составим уравнение: $2 \cdot (+1) + 1 \cdot (n) + 4 \cdot (-2) = 0$

$2 + n - 8 = 0$

$n - 6 = 0$

$n = +6$

Ответ: Степень окисления марганца в данном соединении равна $+6$.