Номер 844, страница 147 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

844. Известняк, состоящий из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником. Установите формулу основного вещества, образующего ракушечник, если известно, что массовые доли кальция, углерода и кислорода в его составе равны соответственно 40 %, 12 % и 48 %. К какому классу неорганических веществ относится установленное вами соединение?

Дано:

Массовая доля кальция ($w(Ca)$) = 40 %

Массовая доля углерода ($w(C)$) = 12 %

Массовая доля кислорода ($w(O)$) = 48 %

Найти:

Формулу вещества - ?

Класс неорганических веществ - ?

Решение:

Чтобы установить химическую формулу вещества, необходимо найти соотношение атомов элементов в его молекуле. Для этого предположим, что у нас есть образец вещества массой 100 г. В этом случае масса каждого элемента в образце будет численно равна его массовой доле в процентах.

Масса кальция: $m(Ca) = 100 \text{ г} \cdot 0.40 = 40 \text{ г}$

Масса углерода: $m(C) = 100 \text{ г} \cdot 0.12 = 12 \text{ г}$

Масса кислорода: $m(O) = 100 \text{ г} \cdot 0.48 = 48 \text{ г}$

Теперь найдем количество вещества (число молей) для каждого элемента по формуле $n = m / M$, где $M$ – молярная масса элемента.

Используем атомные массы элементов из периодической таблицы (округленно):

$Ar(Ca) = 40 \text{ а.е.м.} \Rightarrow M(Ca) = 40 \text{ г/моль}$

$Ar(C) = 12 \text{ а.е.м.} \Rightarrow M(C) = 12 \text{ г/моль}$

$Ar(O) = 16 \text{ а.е.м.} \Rightarrow M(O) = 16 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества для каждого элемента:

$n(Ca) = \frac{m(Ca)}{M(Ca)} = \frac{40 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}$

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{12 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}$

$n(O) = \frac{m(O)}{M(O)} = \frac{48 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль}$

Соотношение количеств веществ элементов в соединении соответствует соотношению индексов в его формуле. Найдем это соотношение:

$Ca : C : O = n(Ca) : n(C) : n(O) = 1 : 1 : 3$

Таким образом, простейшая формула вещества — $Ca_1C_1O_3$, что записывается как $CaCO_3$. Это карбонат кальция.

Теперь определим, к какому классу неорганических веществ относится данное соединение. Вещество $CaCO_3$ состоит из катиона металла ($Ca^{2+}$) и аниона кислотного остатка угольной кислоты ($CO_3^{2-}$). Соединения такого типа являются солями.

Ответ: Формула основного вещества, образующего ракушечник, — $CaCO_3$ (карбонат кальция). Установленное соединение относится к классу солей.