Номер 401, страница 74 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

401. Благородные газы характеризуются крайне низкой химической активностью. Они не ядовиты. Однако вдыхание радиоактивного радона может вызвать онкологические заболевания. Несмотря на свою инертность, при определённых условиях благородные газы могут вступать в химические реакции. При этом наиболее инертны неон и гелий, а ксенон и радон более активны. В одном из соединений ксенона со фтором массовая доля фтора равна 46,47 %. Установите формулу этого фторида ксенона.

Дано:

Соединение ксенона со фтором: $Xe_x F_y$

Массовая доля фтора $ω(F) = 46,47 \% = 0,4647$

Относительная атомная масса ксенона $Ar(Xe) = 131,3 \text{ а.е.м.}$

Относительная атомная масса фтора $Ar(F) = 19,0 \text{ а.е.м.}$

Найти:

Формулу фторида ксенона – соотношение $x:y$.

Решение:

Формула соединения отражает соотношение количества атомов элементов в нем. Это соотношение можно найти, определив соотношение количеств вещества (в молях) каждого элемента. Обозначим формулу соединения как $Xe_x F_y$.

1. Примем массу образца соединения за 100 г. Исходя из массовой доли фтора, найдем массу каждого элемента в образце.

Масса фтора:

$m(F) = 100 \text{ г} \cdot 0,4647 = 46,47 \text{ г}$

Масса ксенона составит оставшуюся часть:

$m(Xe) = 100 \text{ г} - m(F) = 100 \text{ г} - 46,47 \text{ г} = 53,53 \text{ г}$

2. Рассчитаем количество вещества ($\nu$) для каждого элемента, используя их молярные массы ($M$), которые численно равны относительным атомным массам ($Ar$).

Молярная масса ксенона $M(Xe) \approx 131,3 \text{ г/моль}$.

Молярная масса фтора $M(F) \approx 19,0 \text{ г/моль}$.

Количество вещества ксенона:

$\nu(Xe) = \frac{m(Xe)}{M(Xe)} = \frac{53,53 \text{ г}}{131,3 \text{ г/моль}} \approx 0,4077 \text{ моль}$

Количество вещества фтора:

$\nu(F) = \frac{m(F)}{M(F)} = \frac{46,47 \text{ г}}{19,0 \text{ г/моль}} \approx 2,4458 \text{ моль}$

3. Соотношение индексов $x:y$ в формуле равно соотношению количеств вещества $\nu(Xe):\nu(F)$. Чтобы найти это соотношение в виде целых чисел, разделим оба значения на наименьшее из них (на 0,4077).

$x : y = \nu(Xe) : \nu(F)$

$\frac{\nu(Xe)}{\nu(Xe)} : \frac{\nu(F)}{\nu(Xe)} = \frac{0,4077}{0,4077} : \frac{2,4458}{0,4077} \approx 1 : 5,999$

Полученное соотношение можно округлить до целых чисел $1:6$.

Следовательно, на 1 атом ксенона приходится 6 атомов фтора. Простейшая формула соединения – $XeF_6$.

Ответ: Формула фторида ксенона – $XeF_6$.