Номер 10, страница 40 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

Массовая доля кислорода ($\omega_{\text{O}}$) = 53.3 %

Перевод данных в систему СИ: Относительные атомные массы элементов, необходимые для расчетов: Ар(O) = 16 г/моль Ар(S) = 32 г/моль Ар(Na) = 23 г/моль Ар(Mg) = 24 г/моль Ар(K) = 39 г/моль Ар(Cu) = 63.5 г/моль

Найти:

Соединение из предложенных вариантов (CuSO₄, Na₂SO₄, MgSO₄, K₂SO₄), в котором массовая доля кислорода составляет 53.3 %.

Решение

Для определения массовой доли элемента в соединении используется формула: $\omega_{\text{элемента}} = \frac{n \cdot \text{Ар}_{\text{элемента}}}{M_{\text{соединения}}} \cdot 100\%$ где $n$ — число атомов данного элемента в формуле соединения, $\text{Ар}_{\text{элемента}}$ — относительная атомная масса элемента, $M_{\text{соединения}}$ — молярная масса соединения.

Во всех предложенных сульфатах содержится 4 атома кислорода. Таким образом, массовая доля кислорода будет зависеть от общей молярной массы соединения.

а) Для CuSO₄

Молярная масса $\text{CuSO}_4$: $M(\text{CuSO}_4) = \text{Ар(Cu)} + \text{Ар(S)} + 4 \cdot \text{Ар(O)}$ $M(\text{CuSO}_4) = 63.5 + 32 + 4 \cdot 16 = 63.5 + 32 + 64 = 159.5 \text{ г/моль}$

Массовая доля кислорода в $\text{CuSO}_4$: $\omega_{\text{O}}(\text{CuSO}_4) = \frac{4 \cdot 16}{159.5} \cdot 100\% = \frac{64}{159.5} \cdot 100\% \approx 40.12\%$

Ответ: $\omega_{\text{O}}(\text{CuSO}_4) \approx 40.12\%$

б) Для Na₂SO₄

Молярная масса $\text{Na}_2\text{SO}_4$: $M(\text{Na}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot \text{Ар(Na)} + \text{Ар(S)} + 4 \cdot \text{Ар(O)}$ $M(\text{Na}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 46 + 32 + 64 = 142 \text{ г/моль}$

Массовая доля кислорода в $\text{Na}_2\text{SO}_4$: $\omega_{\text{O}}(\text{Na}_2\text{SO}_4) = \frac{4 \cdot 16}{142} \cdot 100\% = \frac{64}{142} \cdot 100\% \approx 45.07\%$

Ответ: $\omega_{\text{O}}(\text{Na}_2\text{SO}_4) \approx 45.07\%$

в) Для MgSO₄

Молярная масса $\text{MgSO}_4$: $M(\text{MgSO}_4) = \text{Ар(Mg)} + \text{Ар(S)} + 4 \cdot \text{Ар(O)}$ $M(\text{MgSO}_4) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 24 + 32 + 64 = 120 \text{ г/моль}$

Массовая доля кислорода в $\text{MgSO}_4$: $\omega_{\text{O}}(\text{MgSO}_4) = \frac{4 \cdot 16}{120} \cdot 100\% = \frac{64}{120} \cdot 100\% \approx 53.33\%$

Ответ: $\omega_{\text{O}}(\text{MgSO}_4) \approx 53.33\%$

г) Для K₂SO₄

Молярная масса $\text{K}_2\text{SO}_4$: $M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot \text{Ар(K)} + \text{Ар(S)} + 4 \cdot \text{Ар(O)}$ $M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 39 + 32 + 4 \cdot 16 = 78 + 32 + 64 = 174 \text{ г/моль}$

Массовая доля кислорода в $\text{K}_2\text{SO}_4$: $\omega_{\text{O}}(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{4 \cdot 16}{174} \cdot 100\% = \frac{64}{174} \cdot 100\% \approx 36.78\%$

Ответ: $\omega_{\text{O}}(\text{K}_2\text{SO}_4) \approx 36.78\%$

Сравнивая полученные значения массовой доли кислорода с заданной величиной 53.3%, видно, что массовая доля кислорода в $\text{MgSO}_4$ (пункт в) наиболее близка к требуемому значению.

Ответ: в) $\text{MgSO}_4$