Вправа 1 Поясни, як ти розумієш поняття «масова частка». Масова частка елемента в речовині — це фізична величина, що визначається відношенням маси, яка припадає на елемент, до маси всієї речовини.
Вправа 2 Обчисли масові частки елементів у мінералі піриті FeS2 (вважати, що домішки відсутні).
Mr(FeS2)=Ar(Fe)+2•Ar(S)=56+2•32=120
w(Fe)=Ar(Fe)/Mr(FeS2)=56/120=0,466, або,
помноживши це число на 100%, одержимо 46,6%
w(S)=2•Ar(S)/Mr(FeS2)=2•32/120=0,534, або 53,4%
Інший варіант розрахунку масової частки Сульфуру:
w(S)=1-w(Fe)=1-0,466=0,534
або
w(S)=100%-w(Fe)=100%-46,6%=53,4%
Відповідь: w(Fe)=0,466, або 46,6%; w(S)=0,534, або 53,4%
Вправа 3 В якому оксиді — SO2 чи SO3 — масова частка Оксигену більша? Розв’язати усно, а відповідь підтвердити розрахунком.
Mасова частка Оксигену у другій сполуці більша, бо у формулі SO2 на один атом Сульфуру припадає два атоми Оксигену, а в формулі SO3 ― три атоми Оксигену.
Ar(S)=32; Ar(O)=16, Mr(SО2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, Mr(SО3)=Ar(S)+3•Ar(O)=32+3•16=80
w1(O)=2•Ar(O)/Mr(SO2)=2•16:64=0,5, або 50%
w2(O)=3•Ar(O)/Mr(SO3)=3•16:80=0,6, або 60%
w2(O)>w1(O)
Відповідь: в оксиді SO3
Вправа 4 Яку масу заліза можна добути з червоного залізняку масою 2 т, якщо масова частка Fe2O3 в ньому становить 70% (можливими втратами знехтувати)?
Відомо: w(Fe2O3)=70%, або 0,7; m(залізняка)=2 т=2000000 г
Знайти: m(Fe)-?
Розв'язування
І спосіб
З формули обчислення масової частки оксиду Fe2O3 в сполуці залізняка знаходимо масу оксиду:
m(Fe2О3)=w(Fe2O3)•m(залізняка)=0,7 • 2 т=1,4 т
З формули обчислення масової частки елемента в сполуці знаходимо масову частку елемента.
Mr(Fe)=Ar(Fe)=56, Mr(Fe2O3)=2•Ar(Fe)+3•Ar(O)=2•56+3•16=160
w(Fe)=2•Ar(Fe):M(Fe2O3)=2•56:160=0,7
З формули обчислення масової частки елемента в сполуці знаходимо масу елемента:
m(Fe)=w(Fe)•m(Fe2O3)=0,7•1,4 т=0,98 т
ІІ спосіб
Для визначення маси оксиду складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
Те, що масова частка Fe2O3 cтановить 70% означає, що
у 100 г залізняка міститься 70 г Fe2O3
у 2000000 г залізняка ― х г Fe2O3.
100 г / 2000000 г = 70 г / х г, звідси за властивістю пропорції
х г • 100 г = 70 г • 2000000 г
х = 70 г • 20000000 г : 100 г= 1400000 г=1,4 т
Знаходимо відносні молекулярні маси.
Mr(Fe)=Ar(Fe)=56, Mr(Fe2O3)=2•Ar(Fe)+3•Ar(O)=2•56+3•16=160
Прирівняємо формули обчислення масової частки елемента в сполуці і виразимо масу заліза:
w(Fe)=2•Ar(Fe)/Mr(Fe2O3) і w(Fe)=m(Fe)/m(Fe2O3), тому
2•Ar(Fe)/Mr(Fe2O3)=m(Fe)/m(Fe2O3), звідси
m(Fe)=2•Ar(Fe)•m(Fe2O3):Mr(Fe2O3)=2•56•1,4 т : 160=0,98 т
Відповідь: 0,98 т
Додаткові завдання
Вправа 5 Відносна молекулярна маса ортофосфатної кислоти H3PO4 дорівнює
А 98 а.о.м
Б 98 г
В 98
Г 98 кг
Відповідь: В
Mr(H3PO4)=3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98
Вправа 6 Відносна молекулярна маса карбон (IV) оксиду CO2 дорівнює
А 44 а.о.м
Б 44 г
В 44
Г 44 кг
Відповідь: В
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44
Вправа 7 У сульфатній кислоті H2SO4 масові частки елементів становлять
А Н — 2%; S — 32,7%; О — 65,3%
Б Н — 10%; S — 17%; О — 73%
В Н — 65,3%; S — 32,6%; О — 2,0%
Г Н — 2; S — 1; О — 4
Відповідь: A
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98
w(H)=2•Ar(H)/Mr(H2SO4)=2•1:98=0,02, або 2%
w(S)=Ar(S)/Mr(H2SO4)=32:98=0,327, або 32,7%
w(O)=100%-w(H)-w(O)=100%-2%-32,7%=65,3%
Відповідь: w(H)=2%, w(S)=32%, w(O)=65,3%
Вправа 8* Відносна молекулярна маса оксиду одновалентного металічного елемента першої групи Періодичної системи дорівнює 94. Визнач елемент, напиши його символ і назву.
Відомо: сполука E2O, Mr(E2O)=94
Знайти: елемент Е-?
Розв'язування
Позначимо відносну атомну масу елемента Е через х, тобто Ar(E)=x
Mr(Е2O)=2•Ar(Е)+Ar(O)=2х+16
Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:
2х + 16 = 94
х = (94-16):2
х = 39, тобто Ar(E)=39, тому цим елементом є Калій
Відповідь: Калій
Вправа 9* Виведи формулу речовини, якщо відомо, що масова частка Карбону в ній становить 75%, а Гідрогену — 25%.
Відомо: сполука СхНу, w(С)=75%, w(Н)=25%
Знайти: формулу CxHy-?
Розв'язування
Знаходимо співвідношення атомів Карбону і Гідрогену у сполуці як ділення числових значень масових часток хімічних елементів, які входять до складу даної сполуки, на їхні відносні атомні маси:
х:у=w(С)/Ar(С) : w(Н)/Ar(Н)=75/12 : 25/1=6,25:25
Якщо відношення між атомами виражене не цілими числами, тоді обираємо найменше із знайдених чисел (6,25), приймаємо його за одиницю і ділимо на нього решту чисел:
х:у=6,25/6,25 : 4/6,25 = 1:4
Відповідь: СН4
Для тих, хто хоче знати більше. Покажемо, чому відношення кількості атомів знаходять як ділення числових значень масових часток хімічних елементів, які входять до складу даної сполуки, на їхні відносні атомні маси:
З формул обчислення масових часток елементів у сполуці:
w(елемента1)=х•Ar(елемента1)/Mr(сполуки) и w(елемента2)=y•Ar(елемента2)/Mr(сполуки),
виразимо кількість атомів:
x=(w(елемента1)•Mr(сполуки))/Ar(елемента1) і
y=(w(елемента2)•Mr(сполуки))/Ar(елемента2)
і обчислимо їх співвідношення:
x:y=w(елемента1)/Ar(елемента1):w(елемента2)/Ar(елемента2)
Вправа 10* Склади на свій розсуд пряму й обернену задачі для розрахунків за формулою CrO3.
Пряма задача. Обчисли масові частки елементів у хром (VІ) оксиді.
Відомо: сполука СrO3
Знайти: w(Cr)-?, w(O)-?
Розв'язування
Mr(СrO3)=Ar(Cr)+3•Ar(O)=52+3•16=100
w(Сr)=Ar(Cr)/Mr(CrO3)=52:100=0,52, або 52%
w(O)=100%-w(Cr)=100%-52%=48%
Відповідь: w(Cr)=52%; w(O)=48%
Обернена задача. Виведи формулу речовини, якщо відомо, що масова частка Хрому в ній становить 52%, а Оксигену — 48%.
Відомо: сполука СrхOу, w(Сr)=75%, w(O)=25%
Знайти: формулу CrxOy-?
Розв'язування
Знаходимо співвідношення атомів Хрому і Оксигену у сполуці як ділення числових значень масових часток хімічних елементів, які входять до складу даної сполуки, на їхні відносні атомні маси:
х:у=w(Сr)/Ar(Сr) : w(O)/Ar(O)=52/52 : 48/16=1:3
Відповідь: СrO3