Номер 121, страница 26 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

121. Массовая доля кислорода в оксиде химического элемента, в котором его валентность равна четырём, составляет 72,71 %. Установите формулу этого оксида и приведите его тривиальное и систематическое название.

Дано:

Массовая доля кислорода в оксиде $ω(O) = 72,71 \% = 0,7271$

Валентность химического элемента (Э) в оксиде равна IV.

Найти:

Формулу оксида, его тривиальное и систематическое название.

Решение:

1. Определим общую формулу оксида. Пусть неизвестный элемент обозначается как Э. Валентность элемента Э равна IV, а валентность кислорода в оксидах, как правило, равна II. Составим формулу оксида, исходя из валентностей: наименьшее общее кратное для IV и II равно 4. Тогда индексы будут: для Э - 4/IV = 1, для O - 4/II = 2. Таким образом, общая формула оксида: $ЭO_2$.

2. Рассчитаем относительную атомную массу неизвестного элемента. Массовая доля кислорода $ω(O)$ в оксиде $ЭO_2$ вычисляется по формуле:

$ω(O) = \frac{2 \cdot Ar(O)}{Mr(ЭO_2)} = \frac{2 \cdot Ar(O)}{Ar(Э) + 2 \cdot Ar(O)}$

где $Ar(O)$ – относительная атомная масса кислорода (примем равной 16 а.е.м.), а $Ar(Э)$ – искомая относительная атомная масса неизвестного элемента.

Выразим $Ar(Э)$ из этой формулы:

$ω(O) \cdot (Ar(Э) + 2 \cdot Ar(O)) = 2 \cdot Ar(O)$

$ω(O) \cdot Ar(Э) = 2 \cdot Ar(O) - ω(O) \cdot 2 \cdot Ar(O)$

$ω(O) \cdot Ar(Э) = 2 \cdot Ar(O) \cdot (1 - ω(O))$

$Ar(Э) = \frac{2 \cdot Ar(O) \cdot (1 - ω(O))}{ω(O)}$

Подставим известные значения в полученную формулу:

$Ar(Э) = \frac{2 \cdot 16 \cdot (1 - 0,7271)}{0,7271} = \frac{32 \cdot 0,2729}{0,7271} \approx \frac{8,7328}{0,7271} \approx 12,01$ а.е.м.

3. Установим химический элемент. Относительная атомная масса, равная 12,01 а.е.м., соответствует элементу углероду (C) из периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Углерод в соединениях с кислородом проявляет валентность IV.

Следовательно, формула искомого оксида – $CO_2$.

4. Определим названия оксида:

Систематическое название: оксид углерода(IV) или диоксид углерода.

Тривиальное название: углекислый газ (или угольный ангидрид).

Ответ: Формула оксида – $CO_2$. Систематическое название – оксид углерода(IV), тривиальное название – углекислый газ.