Номер 8, страница 45 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

Относительные атомные массы элементов (Ar), используемые для расчетов молярных масс:

$Ar(\text{N}) \approx 14$

$Ar(\text{O}) \approx 16$

$Ar(\text{H}) \approx 1$

$Ar(\text{Ca}) \approx 40$

$Ar(\text{Zn}) \approx 65$

Перевод в СИ

В данной задаче используются относительные атомные массы, которые являются безразмерными величинами. Молярные массы рассчитываются в граммах на моль (г/моль), что является стандартной единицей для них и не требует перевода в систему СИ для данного типа задачи, так как массовая доля является безразмерной величиной.

Найти:

Массовую долю азота ($ \omega(\text{N}) $) в каждом из указанных соединений и определить, в каком из них массовая доля азота наименьшая.

Решение

а) в нитрате кальция;

Химическая формула нитрата кальция: $ \text{Ca(NO}_3)_2 $.

Молярная масса нитрата кальция ($ M(\text{Ca(NO}_3)_2) $):

$ M(\text{Ca(NO}_3)_2) = Ar(\text{Ca}) + 2 \cdot (Ar(\text{N}) + 3 \cdot Ar(\text{O})) $

$ M(\text{Ca(NO}_3)_2) = 40 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 40 + 2 \cdot (14 + 48) = 40 + 2 \cdot 62 = 40 + 124 = 164 \text{ г/моль} $

Суммарная масса азота в одной молекуле $ \text{Ca(NO}_3)_2 $:

$ m(\text{N}) = 2 \cdot Ar(\text{N}) = 2 \cdot 14 = 28 \text{ г/моль} $

Массовая доля азота ($ \omega(\text{N}) $) в нитрате кальция:

$ \omega(\text{N}) = \frac{m(\text{N})}{M(\text{Ca(NO}_3)_2)} = \frac{28}{164} \approx 0.1707 $

Ответ: $ 0.1707 $ или $ 17.07\% $

б) в нитрате цинка;

Химическая формула нитрата цинка: $ \text{Zn(NO}_3)_2 $.

Молярная масса нитрата цинка ($ M(\text{Zn(NO}_3)_2) $):

$ M(\text{Zn(NO}_3)_2) = Ar(\text{Zn}) + 2 \cdot (Ar(\text{N}) + 3 \cdot Ar(\text{O})) $

$ M(\text{Zn(NO}_3)_2) = 65 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 65 + 2 \cdot (14 + 48) = 65 + 2 \cdot 62 = 65 + 124 = 189 \text{ г/моль} $

Суммарная масса азота в одной молекуле $ \text{Zn(NO}_3)_2 $:

$ m(\text{N}) = 2 \cdot Ar(\text{N}) = 2 \cdot 14 = 28 \text{ г/моль} $

Массовая доля азота ($ \omega(\text{N}) $) в нитрате цинка:

$ \omega(\text{N}) = \frac{m(\text{N})}{M(\text{Zn(NO}_3)_2)} = \frac{28}{189} \approx 0.1481 $

Ответ: $ 0.1481 $ или $ 14.81\% $

в) в оксиде азота(IV);

Химическая формула оксида азота(IV): $ \text{NO}_2 $.

Молярная масса оксида азота(IV) ($ M(\text{NO}_2) $):

$ M(\text{NO}_2) = Ar(\text{N}) + 2 \cdot Ar(\text{O}) $

$ M(\text{NO}_2) = 14 + 2 \cdot 16 = 14 + 32 = 46 \text{ г/моль} $

Суммарная масса азота в одной молекуле $ \text{NO}_2 $:

$ m(\text{N}) = 1 \cdot Ar(\text{N}) = 1 \cdot 14 = 14 \text{ г/моль} $

Массовая доля азота ($ \omega(\text{N}) $) в оксиде азота(IV):

$ \omega(\text{N}) = \frac{m(\text{N})}{M(\text{NO}_2)} = \frac{14}{46} \approx 0.3043 $

Ответ: $ 0.3043 $ или $ 30.43\% $

г) в азотной кислоте.

Химическая формула азотной кислоты: $ \text{HNO}_3 $.

Молярная масса азотной кислоты ($ M(\text{HNO}_3) $):

$ M(\text{HNO}_3) = Ar(\text{H}) + Ar(\text{N}) + 3 \cdot Ar(\text{O}) $

$ M(\text{HNO}_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 1 + 14 + 48 = 63 \text{ г/моль} $

Суммарная масса азота в одной молекуле $ \text{HNO}_3 $:

$ m(\text{N}) = 1 \cdot Ar(\text{N}) = 1 \cdot 14 = 14 \text{ г/моль} $

Массовая доля азота ($ \omega(\text{N}) $) в азотной кислоте:

$ \omega(\text{N}) = \frac{m(\text{N})}{M(\text{HNO}_3)} = \frac{14}{63} \approx 0.2222 $

Ответ: $ 0.2222 $ или $ 22.22\% $

Сравним полученные значения массовых долей азота:

В нитрате кальция (а): $ \approx 17.07\% $

В нитрате цинка (б): $ \approx 14.81\% $

В оксиде азота(IV) (в): $ \approx 30.43\% $

В азотной кислоте (г): $ \approx 22.22\% $

Наименьшая массовая доля азота наблюдается в нитрате цинка.

Ответ: в нитрате цинка.