Сторінка 12
4. Масова частка хімічного елемента в речовині
Вправа 4.1
Масова частка хімічного елемента в сполуці — це відношення маси всіх атомів елемента в молекулі (формульній одиниці) до відносної молекулярної (формульної) маси сполуки, виражене у частках від одиниці чи у відсотках.
w = nAr(E)/Mr(сполуки)
Вправа 4.2
| NO2 |
Mr(NO2) = Ar(N)+2•Ar(O)=14+2•16=14+32=46
w(N)= Ar(N)/Mr(NO2)=14:46=0,304, або 30,4%
w(О)=2Ar(O)/Mr(NO2)=32:46=0,696, або 69,6%
|
| PbCl2 |
Mr(PbCl2)=Ar(Pb)+2•Ar(Cl)=207+2•35,5=207+71=278
w(Pb)=Ar(Pb)/Mr(PbCl2)=207:278=0,745, або 74,5%
w(Cl)=2Ar(Cl)/Mr(PbCl2)=71:278=0,255, або 25,5%
|
| PH3 |
Mr(PH3)=Ar(P)+3•Ar(H)=31+3•1=31+3=34
w(P)=Ar(P)/Mr(PH3)=31:34=0,912, або 91,2%
w(H)=3Ar(H)/Mr(PH3)=3:34=0,088, або 8,8%
|
| Na2CO3 |
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=46+12+48=106
w(Na)=2•Ar(Na)/Mr(Na2CO3)=46:106=0,434, або 43,4%
w(C)=Ar(C)/Mr(Na2CO3)=12:106=0,113, або 11,3%
w(O)=3Ar(O)/Mr(Na2CO3)=48:106=0,453, або 45,3%
|
| H2SO4 |
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=2+32+64=98
w(H)=2•Ar(H)/Mr(H2SO4)=2:98=0,02, або 2%
w(S)=Ar(S)/Mr(H2SO4)=32:98=0,327, або 32,7%
w(O)=4Ar(O)/Mr(H2SO4)=64:98=0,653, або 65,3%
|
| Ba3(PO4)2 |
Mr(Ba3(PO4)2)=3•Ar(Ba)+2•Ar(P)+8•Ar(O)=3•137+2•31+8•16=411+62+128=601
w(Ba)=3•Ar(Ba)/Mr(Ba3(PO4)2)=411:601=0,684, або 68,4%
w(P)=2•Ar(P)/Mr(Ba2(PO4)2)=62:601=0,103, або 10,3%
w(O)=8•Ar(O)/Mr(Ba2(PO4)2)=128:601=0,213, або 21,3%
|
| Na2SO4 |
Mr(Na2SO4)=2•Ar(Na)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•23+32+4•16=46+32+64=142
w(Na)=2•Ar(Na)/Mr(Na2SO4)=46:142=0,324, або 32,4%
w(S)=Ar(S)/Mr(Na2SO4)=32:142=0,225, або 22,5%
w(O)=4•Ar(O)/Mr(Na2SO4)=64:142=0,451, або 45,1%
|
| K3PO4 |
Mr(K3PO4)=2•Ar(K)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•39+31+4•16=117+31+64=212
w(K)=3•Ar(K)/Mr(K2PO4)=117:212=0,552, або 55,2%
w(P)=Ar(P)/Mr(K3PO4)=31:212=0,146, або 14,6%
w(O)=4•Ar(O)/Mr(K3PO4)=64:212=0,302, або 30,2%
|
| Ca(NO3)2 |
Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=40+28+96=164
w(Ca)=Ar(Ca)/Mr(Ca(NO3)2)=40:164=0,244, або 24,4%
w(N)=2•Ar(N)/Mr(Ca(NO3)2)=28:164=0,171, або 17,1%
w(O)=6•Ar(O)/Mr(Ca(NO3)2)=96:164=0,585, або 58,5%
|
Вправа 4.3
Відомо: С6Н12O6, С12Н22O11
Обчислити: w1(O)–?, w2(O)–?
Розв'язання
Mr(С6Н12O6)=6•Ar(С)+12•Ar(Н)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=180
Mr(С12Н22O11)=12•Ar(С)+22•Ar(Н)+11•Ar(O)=12•22+22•1+11•16=342
w1(О)=6•Ar(О)/Mr(С6Н12О6)=6•16:180=0,533, або 53,3%
w2(О)=11•Ar(О)/Mr(С12Н22О11)=11•16:342=0,515, або 51,5%
51,5% <53,3%
Відповідь: масова частка Оксигену більша в глюкозі.
Сторінка 13
Вправа 4.4
Відомо: SiO2
Обчислити: w1(Si)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну молекулярні масу кварцу:
Mr(SiO2)=Ar(Si)+2•Ar(O)=28+2•16=60
Обчислюємо масову частку Силіцію у кварці:
w(Si)=Ar(Si)/Mr(SiO2)=28:60=0,467, або 46,7%
Відповідь: 46,7%.
Вправа 4.5
Обчисліть масу (г) атомів Гідрогену, що містяться в амоніаку NH3 масою 10 г.
Відомо: m(NH3) = 10 г
Обчислити: m(H)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну молекулярні масу амоніаку:
Mr(NH3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17
Обчислюємо масову частку Гідрогену в амоніаку:
w(H)=3•Ar(H)/Mr(NH3)=3•1:17=0,176, або 17,6%
Обчислюємо масу атомів Гідрогену в амоніаку масою 10 г:
m(H)=w(H)• m(NH3)=0,176•10 г=1,76 г
Відповідь: m(H)=1,76 г.
Вправа 4.6
Обчисліть масу (г) йонів Натрію в зразку солі масою 2 г.
Відомо: m(NaCl) = 2 г
Обчислити: m(Na)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну формульну масу натрій хлориду:
Mr(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5
Обчислюємо масову частку йонів Натрію в натрій хлориді:
w(Na) = Ar(Na)/Mr(NaCl) = 23 : 58,5 = 0,393, або 39,3%
Обчислюємо масу йонів Натрію в натрій хлориді масою 2 г:
m(Na) = w(Na) • m(NaCl) = 0,393 • 2 г = 0,786 г
Відповідь: m(Na+)=0,786 г.
Вправа 4.7
Обчисліть масу (кг) атомів Феруму, що міститься в 1 тонні гематиту.
Відомо: m(Fe2O3) = 1 т
Обчислити: m(Fe)–?
Розв'язання
Обчислюємо відносну формульну масу ферум (3+) оксиду:
Mr(Fe2O3) = 2•Ar(Fe)+3•Ar(O) = 2•56 + 3•16 = 112 + 48 = 160
Обчислюємо масову частку йонів Феруму в ферум (3+) оксидіі:
w(Fe)=2•Ar(Fe)/Mr(Fe2O3) = 2 • 56 : 160 = 0,7, або 70%
Обчислюємо масу атомів Феруму в гематиті масою 1 т:
m(Fe)=w(Fe)• m(Fe2O3) = 0,7 • 1 т = 0,7 т, або 700 кг.
Відповідь: m(Fe)=700 кг.
Сторінка 14
Вправа 4.8
|
NaH
Металічний елемент Na
Мr(NaH)=Ar(Na)+Ar(H)=23+1=24
w(Na)=Ar(Na)/Mr(NaH)=23:24=0,958,
або 95,8%
|
> |
CaH2
Металічний елемент Ca
Мr(CaH2)=Ar(Ca)+2•Ar(H)=40+2•1=42
w(Ca)=Ar(Ca)/Mr(CaH2)=40:42=0,952,
або 95,2%
|
|
Fe2O3
Металічний елемент Fe
Мr(Fe2O3)=2Ar(Fe)+3Ar(O)=112+48=160
w(Fe)=2Ar(Fe)/Mr(Fe2O3)=112:160=0,7,
або 70%
|
< |
PbO
Металічний елемент Pb
Мr(PbO)=Ar(P)+Ar(O)=207+16=223
w(Pb)=Ar(Pb)/Mr(PbO)=207:223=0,928,
або 92,8%
|
|
AlCl3
Металічний елемент Al
Мr(AlCl3)=Ar(Al)+3Ar(Cl)=27+106,5=133,5
w(Al)=Ar(Al)/Mr(AlCl3)=27:133,5=0,202,
або 20,2%
|
< |
ZnBr2
Металічний елемент Zn
Мr(ZnBr2)=Ar(Zn)+2Ar(Br)=65+160=225
w(Zn)=Ar(Zn)/Mr(ZnBr2)=65:225=0,289,
або 28,9%
|
Сторінка 15
5. Установлення хімічних формул сполук
Вправа 5.1
Визначте хімічну формулу оксиду, у якому масова частка Хрому становить 52%;
Відомо: w(Cr) = 52% = 0,52
Знайти: CrxOy – ?
Розв'язання
Ar(Cr) = 52, Аr(O) = 16
Припускаємо, що N(Cr) = 1
Mr(оксиду) = N(Cr) • Ar(Cr) : w(Cr) = 1 • 52 : 0,52 = 100
На йони Оксигену припадає 100 – 52 = 48, що відповідає трьом йонам Оксигену.
Відповідь: хімічна формула оксиду CrO3.
Вправа 5.2
Визначте хімічні формули сполуки Нітрогену з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 63,2%;
Дано: w(O) = 63,2% = 0,632
Знайти: NxOy – ?
Розв'язання
Ar(N) = 14, Аr(O) = 16
w(N)=1 – 0,632 = 0,368
Припускаємо, що N(N) = 1
Mr(оксиду) = N(N) • Ar(N) : w(N) = 1 • 14 : 0,368 = 38
На йони Оксигену припадає 38 – 14 = 24. N(O) = 24/16 = 1,5. Отримали не ціле число, що неможливо.
Припускаємо, що N(N) = 2.
Mr(оксиду) = N(N) • Ar(N) : w(N) = 2 • 14 : 0,368 = 76
На йони Оксигену припадає 76 – 28 = 48. Це відповідає трьом йонам Оксигену.
Відповідь: хімічна формула сполуки N2O3.
Вправа 5.3
Дано: w(C) = 81,82% = 0,8182
Знайти: CxHy – ?
Розв'язання
Ar(C) = 12, Аr(Н) = 1
Припускаємо, що N(C) = 1
Mr(сполуки) = N(C) • Ar(C) : w(C) = 1 • 12 : 0,8182 = 15
На атоми Гідрогену припадає 15 – 12 = 3. Це відповідає трьом атомам Гідрогену.
Відповідь: хімічна формула сполуки CH3.
Вправа 5.4
Мінерал халькопірит містить Купрум (масова частка 34,8%), Ферум (масова частка 30,4%) та Сульфур. Визначте хімічну формулу халькопіриту, якщо його відносна формульна маса дорівнює 184.
Дано: w(Cu) = 34,8% = 0,348, w(Fe) = 30,4% = 0,304, Mr(сполуки) = 184
Знайти: CuxFeySz – ?
Обчислюємо кількість йонів Купруму:
N(Cu) = Mr(сполуки) • w(Cu) : Ar(Cu) = 184 • 0,348 : 64 = 1
Обчислюємо кількість йонів Феруму:
N(Fe) = Mr(сполуки) • w(Fe) : Ar(Fe) = 184 • 0,304 : 56 = 1
Обчислюємо масову частку Сульфуру:
w(S) = 1 – w(Cu) – w(Fe) = 1 – 0,348 – 0,304 = 0,348
Обчислюємо кількість йонів Сульфуру:
N(S) = Mr(сполуки) • w(S) : Ar(S) = 184 • 0,348 : 32 = 2
Відповідь: хімічна формула халькопіриту CuFeS2.
Вправа 5.5
Поширений мінерал магнетит складається з Феруму й Оксигену. Визначте хімічну формулу магнетиту, якщо масова частка Феруму в ньому становить 72,4%, а його відносна формульна маса дорівнює 232.
Дано: w(Fe) = 72,4% = 0,724, Mr(сполуки) = 232
Знайти: FexOy – ?
Обчислюємо кількість йонів Феруму:
N(Fe) = Mr(сполуки) • w(Fe) : Ar(Fe) = 232 • 0,724 : 56 = 3
Обчислюємо масову частку Оксигену:
w(O) = 1 – w(Fe) = 1 – 0,724 = 0,275
Обчислюємо кількість йонів Оксигену:
N(O) = Mr(сполуки) • w(O) : Ar(O) = 232 • 0,275 : 16 = 4
Відповідь: хімічна формула магнетиту Fe3O4.
Сторінка 16
Вправа 5.6
Відомий протиалергійний засіб містить активну речовину, що складається з Кальцію та Хлору. Відносна формульна маса сполуки дорівнює 111, а масова частка Хлору в ній становить 64%. Визначте формулу речовини та складіть її систематичну назву.
Дано: w(Cl) = 64% = 0,64, Mr(сполуки) = 111
Знайти: CaxCly – ?
Обчислюємо кількість йонів Хлору:
N(Cl) = Mr(сполуки) • w(Cl) : Ar(Cl) = 111 • 0,64 : 35,5 = 2
Обчислюємо масову частку Кальцію:
w(Ca) = 1 – w(Cl) = 1 – 0,64 = 0,36
Обчислюємо кількість йонів Кальцію:
N(Ca) = Mr(сполуки) • w(Ca) : Ar(Ca) = 111 • 0,36 : 40 = 1
Відповідь: CаCl2, кальцій хлор.
Вправа 5.7
Речовина містить Алюміній і Оксиген, а масова частка Алюмінію в ній становить 52,9%. Установіть хімічну формулу сполуки.
Дано: w(Al) = 52,9% = 0,529
Знайти: AlxOy – ?
Розв'язання
Ar(Al) = 27, Аr(O) = 16
Припускаємо, що N(Al) = 1
Mr(оксиду) = N(Al) • Ar(Al) : w(Al) = 1 • 27 : 0,529 = 51
На йони Оксигену припадає 51 – 27 = 24. N(O) = 24/16 = 1,5. Отримали не ціле число, що неможливо.
Припускаємо, що N(Al) = 2.
Mr(оксиду) = N(Al) • Ar(Al) : w(Al) = 2 • 27 : 0,529 = 102
На йони Оксигену припадає 102 – 54 = 48. Це відповідає трьом йонам Оксигену.
Відповідь: хімічна формула сполуки Al2O3.
Вправа 5.8
Речовина містить Карбон і Оксиген, а масова частка Карбону в ній становить 42,86%. Установіть хімічну формулу сполуки.
Дано: w(C) = 42,86% = 0,4286
Знайти: CxOy – ?
Розв'язання
Ar(C) = 12, Аr(O) = 16
Припускаємо, що N(C) = 1
Mr(оксиду) = N(C) • Ar(C) : w(C) = 1 • 12 : 0,4286 = 28
На йони Оксигену припадає 28 – 12 = 16. Це відповідає одному йону Оксигену.
Відповідь: хімічна формула сполуки СО.
Вправа 5.9
У літакобудуванні, медицині й велоспорті використовують легкий метал, сполука якого з Оксигеном широко поширена в природі. Помилкове речення, стосується металу алюміній, а не магній. Установіть формулу цієї сполуки, якщо відомо, що масова частка металічного хімічного елемента в ній становить 60%.
Дано: Е – невідомий елемент, w(Е) = 60% = 0,6
Знайти: ExOy – ?
Розв'язання
Аr(O) = 16
w(O)=1 – 0,6 = 0,4
Припускаємо, що N(O) = 1
Mr(оксиду) = N(O) • Ar(O) : w(O) = 1 • 16 : 0,4 = 40
На йони невідомого хімічного елемента припадає 40 – 16 = 24. Це відповідає одному йону Магнію.
Відповідь: хімічна формула сполуки MgO.