Номер 5, страница 9 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

Оксид титана(IV) — соединение титана (Ti) с кислородом (O), где валентность титана IV.

Оксид железа(III) — соединение железа (Fe) с кислородом (O), где валентность железа III.

Относительные атомные массы (округленные):

$Ar(Ti) = 48$

$Ar(Fe) = 56$

$Ar(O) = 16$

Найти:

1. Химическую формулу оксида титана(IV) и массовую долю титана ($w(Ti)$) в нем.

2. Химическую формулу оксида железа(III) и массовую долю железа ($w(Fe)$) в нем.

Решение:

Составление химической формулы оксида титана(IV) и вычисление массовой доли титана

Сначала составим химическую формулу оксида. Валентность титана (Ti) указана в названии и равна IV. Валентность кислорода (O) в оксидах постоянна и равна II. Для составления формулы найдем наименьшее общее кратное (НОК) валентностей: $НОК(IV, II) = 4$.

Далее определим индексы (количество атомов) для каждого элемента в формуле, разделив НОК на валентность элемента:

Индекс для Ti: $4 / IV = 1$

Индекс для O: $4 / II = 2$

Таким образом, химическая формула оксида титана(IV) — $TiO_2$.

Теперь вычислим массовую долю титана ($w(Ti)$) в этом оксиде. Массовая доля элемента в соединении вычисляется по формуле:

$w(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(соединения)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ — его относительная атомная масса, $Mr(соединения)$ — относительная молекулярная масса всего соединения.

Рассчитаем относительную молекулярную массу $TiO_2$:

$Mr(TiO_2) = Ar(Ti) + 2 \cdot Ar(O) = 48 + 2 \cdot 16 = 48 + 32 = 80$.

Теперь вычислим массовую долю титана:

$w(Ti) = \frac{1 \cdot Ar(Ti)}{Mr(TiO_2)} = \frac{48}{80} = 0.6$.

Для выражения в процентах, умножим результат на 100: $0.6 \cdot 100\% = 60\%$.

Ответ: Химическая формула оксида титана(IV) – $TiO_2$, массовая доля титана в нем составляет 60%.

Составление химической формулы оксида железа(III) и вычисление массовой доли железа

Аналогично составим формулу для оксида железа(III). Валентность железа (Fe) равна III, валентность кислорода (O) — II. Найдем наименьшее общее кратное валентностей: $НОК(III, II) = 6$.

Определим индексы для каждого элемента:

Индекс для Fe: $6 / III = 2$

Индекс для O: $6 / II = 3$

Следовательно, химическая формула оксида железа(III) — $Fe_2O_3$.

Далее вычислим массовую долю железа ($w(Fe)$) в $Fe_2O_3$.

Сначала рассчитаем относительную молекулярную массу $Fe_2O_3$:

$Mr(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160$.

Теперь вычислим массовую долю железа по формуле:

$w(Fe) = \frac{2 \cdot Ar(Fe)}{Mr(Fe_2O_3)} = \frac{2 \cdot 56}{160} = \frac{112}{160} = 0.7$.

В процентах это составляет $0.7 \cdot 100\% = 70\%$.

Ответ: Химическая формула оксида железа(III) – $Fe_2O_3$, массовая доля железа в нем составляет 70%.