Номер 374, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

374. Массовая доля кислорода в составе сульфата двухвалентного металла равна 53,33 %. Установите металл и рассчитайте его массовую долю в этом сульфате.

Дано:

Массовая доля кислорода в сульфате двухвалентного металла $w(O) = 53,33 \% = 0,5333$

Найти:

1. Неизвестный металл (Me)

2. Массовую долю металла в этом сульфате $w(Me)$

Решение:

1. Установление металла.

Так как металл является двухвалентным, а сульфат-ион $SO_4^{2-}$ также имеет заряд -2, общая формула сульфата будет $MeSO_4$, где $Me$ – неизвестный металл.

Массовая доля элемента в соединении рассчитывается по формуле:

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

где $n$ — число атомов элемента в формульной единице, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(соединения)$ — относительная молекулярная (формульная) масса соединения.

Выразим относительную молекулярную массу сульфата $MeSO_4$:

$Mr(MeSO_4) = Ar(Me) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)$

Используя относительные атомные массы серы ($Ar(S) \approx 32$) и кислорода ($Ar(O) \approx 16$), получаем:

$Mr(MeSO_4) = Ar(Me) + 32 + 4 \cdot 16 = Ar(Me) + 96$

Массовая доля кислорода в $MeSO_4$ составляет:

$w(O) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{Mr(MeSO_4)} = \frac{4 \cdot 16}{Ar(Me) + 96} = \frac{64}{Ar(Me) + 96}$

По условию задачи, $w(O) = 53,33\%$, или 0,5333 в долях от единицы. Подставим это значение в уравнение и найдем $Mr(MeSO_4)$:

$Mr(MeSO_4) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{w(O)} = \frac{64}{0,5333} \approx 120$

Теперь найдем относительную атомную массу неизвестного металла:

$Ar(Me) = Mr(MeSO_4) - Mr(SO_4) = 120 - (32 + 4 \cdot 16) = 120 - 96 = 24$

Относительная атомная масса 24 соответствует металлу магнию ($Mg$), который является двухвалентным. Следовательно, искомый сульфат — это сульфат магния, $MgSO_4$.

2. Расчет массовой доли металла.

Теперь рассчитаем массовую долю магния ($Mg$) в сульфате магния ($MgSO_4$).

Относительная молекулярная масса $MgSO_4$ равна 120.

Массовая доля магния:

$w(Mg) = \frac{Ar(Mg)}{Mr(MgSO_4)} = \frac{24}{120} = 0,2$

Переведем в проценты:

$w(Mg) = 0,2 \cdot 100\% = 20\%$

Ответ: искомый металл — магний (Mg), его массовая доля в сульфате составляет 20%.