Номер 1027, страница 163 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1027. Массовая доля водорода в составе бинарного соединения равна 0,1776. Установите формулу этого соединения, если валентность неизвестного элемента в нём равна трём.

Дано:

Бинарное соединение: ЭₓHᵧ

Массовая доля водорода: $ω(H) = 0,1776$

Валентность неизвестного элемента Э: $III$

Валентность водорода H: $I$

Найти:

Формулу соединения ЭₓHᵧ.

Решение:

Обозначим неизвестный элемент символом Э. Поскольку соединение бинарное и содержит водород, его общая формула будет ЭₓHᵧ.

Зная валентности элементов, можно составить простейшую формулу соединения. Валентность водорода равна I, а валентность неизвестного элемента по условию равна III. По правилу составления формул по валентности (крест-накрест), наименьшее общее кратное для валентностей I и III равно 3. Таким образом, на один атом элемента Э приходится три атома водорода. Формула соединения: ЭH₃.

Массовая доля водорода $ω(H)$ в соединении ЭH₃ вычисляется по формуле: $ω(H) = \frac{3 \cdot A_r(H)}{M_r(ЭH₃)} = \frac{3 \cdot A_r(H)}{A_r(Э) + 3 \cdot A_r(H)}$ где $A_r(H)$ — относительная атомная масса водорода, $A_r(Э)$ — относительная атомная масса неизвестного элемента, а $M_r(ЭH₃)$ — относительная молекулярная масса соединения.

Примем относительную атомную массу водорода $A_r(H) \approx 1$ а.е.м. Подставим известные значения в формулу и найдем $A_r(Э)$: $0,1776 = \frac{3 \cdot 1}{A_r(Э) + 3 \cdot 1}$

Решим полученное уравнение: $0,1776 \cdot (A_r(Э) + 3) = 3$ $0,1776 \cdot A_r(Э) + 0,1776 \cdot 3 = 3$ $0,1776 \cdot A_r(Э) + 0,5328 = 3$ $0,1776 \cdot A_r(Э) = 3 - 0,5328$ $0,1776 \cdot A_r(Э) = 2,4672$ $A_r(Э) = \frac{2,4672}{0,1776} \approx 14$ а.е.м.

Согласно периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, элемент с относительной атомной массой, равной 14, — это азот (N). Азот действительно проявляет валентность III в соединении с водородом (аммиак).

Следовательно, формула искомого бинарного соединения — NH₃.

Ответ: NH₃.