Готовимся к олимпиадам, страница 67 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

Готовимся к олимпиадам

1. Где находит применение оксид состава $ЭO_2$, в котором массовая доля атомов Э составляет 27,3 %?

1.

Дано:

Оксид состава ЭО₂

Массовая доля элемента Э, $ω(Э) = 27,3 \% = 0,273$

Найти:

Элемент Э, области применения оксида ЭО₂.

Решение:

1. Определим неизвестный элемент Э.

Массовая доля элемента в соединении рассчитывается по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(ЭО₂)}$

где $n$ — число атомов элемента Э в молекуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента Э, $Mr(ЭО₂)$ — относительная молекулярная масса оксида.

В молекуле ЭО₂ содержится один атом элемента Э ($n=1$) и два атома кислорода. Относительная атомная масса кислорода $Ar(O) \approx 16$ а.е.м.

Обозначим относительную атомную массу элемента Э как $x$. Тогда относительная молекулярная масса оксида будет равна:

$Mr(ЭО₂) = Ar(Э) + 2 \cdot Ar(O) = x + 2 \cdot 16 = x + 32$

Подставим известные значения в формулу для массовой доли:

$0,273 = \frac{x}{x + 32}$

Решим это уравнение относительно $x$:

$0,273 \cdot (x + 32) = x$

$0,273x + 8,736 = x$

$x - 0,273x = 8,736$

$0,727x = 8,736$

$x = \frac{8,736}{0,727} \approx 12,016$

Относительная атомная масса, равная примерно 12,01, соответствует элементу углероду (C) из IV группы главной подгруппы периодической системы Д.И. Менделеева. Следовательно, Э — это углерод.

Таким образом, формула оксида — CO₂, диоксид углерода (углекислый газ).

2. Применение диоксида углерода (CO₂).

Диоксид углерода имеет широкое применение в различных отраслях:

• Пищевая промышленность: для газирования напитков (лимонады, пиво, шампанское), как консервант и разрыхлитель (пищевая добавка E290). В твёрдом виде («сухой лёд») используется для охлаждения и транспортировки пищевых продуктов.
• Пожаротушение: в углекислотных огнетушителях, так как он не поддерживает горение, тяжелее воздуха и, вытесняя кислород, прекращает доступ окислителя к очагу возгорания. Особенно эффективен при тушении электроустановок под напряжением.
• Промышленность и техника: в качестве защитной среды при сварке металлов, для производства мочевины (карбамида), в мощных газовых лазерах (CO₂-лазеры), в качестве хладагента.
• Сельское хозяйство: для подкормки растений в теплицах с целью интенсификации фотосинтеза и повышения урожайности.
• Сфера развлечений: «сухой лёд» используется для создания спецэффектов в виде густого белого дыма (тумана).

Ответ:

Неизвестный элемент Э — углерод (C). Оксид — диоксид углерода (CO₂), или углекислый газ. Он применяется в пищевой промышленности (газирование напитков, консервант E290, «сухой лёд» для охлаждения), в углекислотных огнетушителях, как защитная среда при сварке, для повышения урожайности в теплицах.