Номер 451, страница 88 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

451. Рассчитайте массовую долю фосфора:

а) в фосфате кальция;

б) в оксиде фосфора(V);

в) в фториде фосфора(III);

г) в фосфиде кальция.

Для расчета массовой доли элемента в химическом соединении используется общая формула:

$$ \omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\% $$

где $ \omega(Э) $ — массовая доля элемента, $ n $ — число атомов данного элемента в формульной единице, $ Ar(Э) $ — относительная атомная масса элемента, а $ Mr(\text{вещества}) $ — относительная молекулярная (или формульная) масса вещества.

Для расчетов примем следующие округленные значения относительных атомных масс элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева:

• $ Ar(P) = 31 $
• $ Ar(Ca) = 40 $
• $ Ar(O) = 16 $
• $ Ar(F) = 19 $

а) в фосфате кальция

Дано:

Соединение: фосфат кальция, химическая формула $ Ca_3(PO_4)_2 $.

Найти:

Массовую долю фосфора $ \omega(P) $.

Решение:

1. Сначала рассчитаем относительную молекулярную массу фосфата кальция $ Mr(Ca_3(PO_4)_2) $. В состав формульной единицы входят 3 атома кальция, 2 атома фосфора и 8 атомов кислорода.

$ Mr(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot Ar(Ca) + 2 \cdot (Ar(P) + 4 \cdot Ar(O)) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 120 + 2 \cdot (31 + 64) = 120 + 2 \cdot 95 = 120 + 190 = 310 $.

2. Теперь рассчитаем массовую долю фосфора в соединении. В одной формульной единице $ Ca_3(PO_4)_2 $ содержится 2 атома фосфора.

$ \omega(P) = \frac{2 \cdot Ar(P)}{Mr(Ca_3(PO_4)_2)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 31}{310} \cdot 100\% = \frac{62}{310} \cdot 100\% = 0.2 \cdot 100\% = 20\% $.

Ответ: массовая доля фосфора в фосфате кальция составляет 20%.

б) в оксиде фосфора(V)

Дано:

Соединение: оксид фосфора(V), химическая формула $ P_2O_5 $.

Найти:

Массовую долю фосфора $ \omega(P) $.

Решение:

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу оксида фосфора(V) $ Mr(P_2O_5) $. В состав молекулы входят 2 атома фосфора и 5 атомов кислорода.

$ Mr(P_2O_5) = 2 \cdot Ar(P) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 $.

2. Рассчитаем массовую долю фосфора. В одной молекуле $ P_2O_5 $ содержится 2 атома фосфора.

$ \omega(P) = \frac{2 \cdot Ar(P)}{Mr(P_2O_5)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 31}{142} \cdot 100\% = \frac{62}{142} \cdot 100\% \approx 0.4366 \cdot 100\% \approx 43.7\% $.

Ответ: массовая доля фосфора в оксиде фосфора(V) составляет примерно 43.7%.

в) в фториде фосфора(III)

Дано:

Соединение: фторид фосфора(III), химическая формула $ PF_3 $.

Найти:

Массовую долю фосфора $ \omega(P) $.

Решение:

1. Рассчитаем относительную молекулярную массу фторида фосфора(III) $ Mr(PF_3) $. В состав молекулы входят 1 атом фосфора и 3 атома фтора.

$ Mr(PF_3) = Ar(P) + 3 \cdot Ar(F) = 31 + 3 \cdot 19 = 31 + 57 = 88 $.

2. Рассчитаем массовую долю фосфора. В одной молекуле $ PF_3 $ содержится 1 атом фосфора.

$ \omega(P) = \frac{1 \cdot Ar(P)}{Mr(PF_3)} \cdot 100\% = \frac{31}{88} \cdot 100\% \approx 0.35227 \cdot 100\% \approx 35.2\% $.

Ответ: массовая доля фосфора в фториде фосфора(III) составляет примерно 35.2%.

г) в фосфиде кальция

Дано:

Соединение: фосфид кальция, химическая формула $ Ca_3P_2 $.

Найти:

Массовую долю фосфора $ \omega(P) $.

Решение:

1. Рассчитаем относительную формульную массу фосфида кальция $ Mr(Ca_3P_2) $. В состав формульной единицы входят 3 атома кальция и 2 атома фосфора.

$ Mr(Ca_3P_2) = 3 \cdot Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(P) = 3 \cdot 40 + 2 \cdot 31 = 120 + 62 = 182 $.

2. Рассчитаем массовую долю фосфора. В одной формульной единице $ Ca_3P_2 $ содержится 2 атома фосфора.

$ \omega(P) = \frac{2 \cdot Ar(P)}{Mr(Ca_3P_2)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 31}{182} \cdot 100\% = \frac{62}{182} \cdot 100\% \approx 0.34065 \cdot 100\% \approx 34.1\% $.

Ответ: массовая доля фосфора в фосфиде кальция составляет примерно 34.1%.