Номер 10, страница 41 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

Массовая доля кислорода $\omega(\text{O}) = 40\%$

Соединения: Na₂SO₄, CuSO₄, K₂SO₄, MgSO₄

Перевод в СИ:

Данные уже представлены в подходящих единицах. Относительные атомные массы элементов, необходимые для расчетов, берутся из Периодической системы химических элементов и не требуют перевода в систему СИ.

Найти:

Соединение, в котором массовая доля кислорода равна 40%.

Решение:

Для определения массовой доли элемента в соединении используется формула:

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

где $n$ - количество атомов элемента в молекуле соединения, $\text{Ar(Э)}$ - относительная атомная масса элемента, $\text{Mr}(\text{соединения})$ - относительная молекулярная масса соединения.

Относительные атомные массы элементов (округленные значения, используемые в школьных задачах):

Ar(Na) = 23

Ar(Cu) = 63.5

Ar(K) = 39

Ar(Mg) = 24

Ar(S) = 32

Ar(O) = 16

а) Na₂SO₄

Рассчитаем относительную молекулярную массу Na₂SO₄:

$\text{Mr}(\text{Na}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot \text{Ar(Na)} + \text{Ar(S)} + 4 \cdot \text{Ar(O)}$

$\text{Mr}(\text{Na}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 46 + 32 + 64 = 142$

Рассчитаем массовую долю кислорода в Na₂SO₄:

$\omega(\text{O}) = \frac{4 \cdot \text{Ar(O)}}{\text{Mr}(\text{Na}_2\text{SO}_4)} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot 16}{142} \cdot 100\% = \frac{64}{142} \cdot 100\% \approx 45.07\%$

б) CuSO₄

Рассчитаем относительную молекулярную массу CuSO₄:

$\text{Mr}(\text{CuSO}_4) = \text{Ar(Cu)} + \text{Ar(S)} + 4 \cdot \text{Ar(O)}$

$\text{Mr}(\text{CuSO}_4) = 63.5 + 32 + 4 \cdot 16 = 63.5 + 32 + 64 = 159.5$

Рассчитаем массовую долю кислорода в CuSO₄:

$\omega(\text{O}) = \frac{4 \cdot \text{Ar(O)}}{\text{Mr}(\text{CuSO}_4)} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot 16}{159.5} \cdot 100\% = \frac{64}{159.5} \cdot 100\% \approx 40.13\%$

Это значение очень близко к 40%. Если округлить относительную атомную массу меди до 64 (иногда используется для упрощения расчетов в задачах, чтобы получить "круглое" число), то $\text{Mr}(\text{CuSO}_4) = 64 + 32 + 64 = 160$, и тогда $\omega(\text{O}) = \frac{64}{160} \cdot 100\% = 40\%$.

в) K₂SO₄

Рассчитаем относительную молекулярную массу K₂SO₄:

$\text{Mr}(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot \text{Ar(K)} + \text{Ar(S)} + 4 \cdot \text{Ar(O)}$

$\text{Mr}(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 39 + 32 + 4 \cdot 16 = 78 + 32 + 64 = 174$

Рассчитаем массовую долю кислорода в K₂SO₄:

$\omega(\text{O}) = \frac{4 \cdot \text{Ar(O)}}{\text{Mr}(\text{K}_2\text{SO}_4)} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot 16}{174} \cdot 100\% = \frac{64}{174} \cdot 100\% \approx 36.78\%$

г) MgSO₄

Рассчитаем относительную молекулярную массу MgSO₄:

$\text{Mr}(\text{MgSO}_4) = \text{Ar(Mg)} + \text{Ar(S)} + 4 \cdot \text{Ar(O)}$

$\text{Mr}(\text{MgSO}_4) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 24 + 32 + 64 = 120$

Рассчитаем массовую долю кислорода в MgSO₄:

$\omega(\text{O}) = \frac{4 \cdot \text{Ar(O)}}{\text{Mr}(\text{MgSO}_4)} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot 16}{120} \cdot 100\% = \frac{64}{120} \cdot 100\% \approx 53.33\%$

Сравнивая полученные значения массовой доли кислорода с 40%, наиболее близкое значение получено для CuSO₄ (приблизительно 40.13%, или точно 40% при округлении Ar(Cu) до 64).

Ответ:

б) CuSO₄