1. Что называется массовой долей элемента в сложном веществе? Как рассчитывается эта величина?
2. Рассчитайте массовые доли элементов в веществах: а) углекислом газе СО₂; б) сульфиде кальция CaS; в) натриевой селитре NaNО₃; г) оксиде алюминия Аl₂О₃.
3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая: а) хлориде аммония NH₄Cl; б) сульфате аммония (NH₄)₂SО₄; в) мочевине (NH₂)₂СО?
4. В минерале пирите на 7 г железа приходится 8 г серы. Вычислите массовые доли каждого элемента в этом веществе и определите его формулу.
5. Массовая доля азота в одном из его оксидов равна 30,43%, а массовая доля кислорода — 69,57%. Определите формулу оксида.
6. В средние века из золы костра выделяли вещество, которое называли поташ и использовали для варки мыла. Массовые доли элементов в этом веществе составляют: калий — 56,6%, углерод — 8,7%, кислород — 34,7%. Определите формулу поташа.

1. Что называется массовой долей элемента в сложном веществе? Как рассчитывается эта величина?

Массовой долей элемента называется отношение массы этого элемента в сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или процентах).

Для расчета массовой доли элемента нужно его относительную атомную массу умножить на число атомов данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества:

ω(Э)=Ar(Э)·n(Э)/Mr(Э).

2. Рассчитайте массовые доли элементов в веществах: а) углекислом газе СО₂; б) сульфиде кальция CaS; в) натриевой селитре NaNО₃; г) оксиде алюминия Аl₂О₃.

а) Найдем относительную молекулярную массу углекислого газа CO₂:

Mr(CO₂)=Ar(C)+2·Ar(O);

Mr(CO₂)=12+2·16=44.

Вычислим массовые доли углерода и кислорода в углекислом газе:

ω(C)=Ar(C)·n(C)/Mr(CO₂);

ω(C)=12·1/44≈0,2727 или 27,27%;

ω(O)=Ar(O)·n(O)/Mr(CO₂);

ω(O)=16·2/44≈0,7273 или 72,73%.

б) Найдем относительную молекулярную массу сульфида кальция CaS:

Mr(CaS)=Ar(Ca)+Ar(S);

Mr(CaS)=40+32=72.

Вычислим массовые доли кальция и серы в сульфиде серы:

ω(Ca)=Ar(Ca)·n(Ca)/Mr(CaS);

ω(Ca)=40·1/72≈0,5556 или 55,56%;

ω(S)=Ar(S)·n(S)/Mr(CaS);

ω(S)=32·1/72≈0,4444 или 44,44%.

в) Найдем относительную молекулярную массу натриевой селитры NaNO₃:

Mr(NaNO₃)=Ar(Na)+Ar(N)+3·Ar(O);

Mr(NaNO₃)=23+14+3·16=85.

Вычислим массовые доли натрия, азота и кислорода в натриевой селитре:

ω(Na)=Ar(Na)·n(Na)/Mr(NaNO₃);

ω(Na)=23·1/85≈0,2706 или 27,06%;

ω(N)=Ar(N)·n(N)/Mr(NaNO₃);

ω(N)=14·1/85≈0,1647 или 16,47%;

ω(O)=Ar(O)·n(O)/Mr(NaNO₃);

ω(O)=16·3/85≈0,5647 или 56,47%.

г) Найдем относительную молекулярную массу оксида алюминия Al₂O₃:

Mr(Al₂O₃)=2·Ar(Al)+3·Ar(O);

Mr(Al₂O₃)=2·27+3·16=102.

Вычислим массовые доли алюминия и кислорода в оксиде алюминия:

ω(Al)=Ar(Al)·n(Al)/Mr(Al₂O₃);

ω(Al)=27·2/102≈0,5294 или 52,94%;

ω(O)=Ar(O)·n(O)/Mr(Al₂O₃);

ω(O)=16·3/102≈0,4706 или 47,06%.

3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая: а) хлориде аммония NH₄Cl; б) сульфате аммония (NH₄)₂SО₄; в) мочевине (NH₂)₂СО?

а) Найдем относительную молекулярную массу хлорида аммония NH₄Cl:

Mr(NH₄Cl)=Ar(N)+4·Ar(H)+Ar(Cl);

Mr(NH₄Cl)=14+4·1+35,5=53,5.

Вычислим массовую долю азота в хлориде аммония:

ω(N)=Ar(N)·n(N)/Mr(NH₄Cl);

ω(N)=14·1/53,5≈0,2617 или 26,17%.

б) Найдем относительную молекулярную массу сульфата аммония (NH₄)₂SO₄:

Mr((NH₄)₂SO₄)=2·Ar(N)+8·Ar(H)+Ar(S)+4·Ar(O);

Mr((NH₄)₂SO₄)=2·14+8·1+32+4·16=132.

Вычислим массовую долю азота в сульфате аммония:

ω(N)=Ar(N)·n(N)/Mr((NH₄)₂SO₄);

ω(N)=14·2/132≈0,2121 или 21,21%.

в) Найдем относительную молекулярную массу мочевины (NH₂)₂CO:

Mr((NH₂)₂CO)=2·Ar(N)+4·Ar(H)+Ar(C)+Ar(O);

Mr((NH₂)₂CO)=2·14+4·1+12+16=60.

Вычислим массовую долю азота в мочевине:

ω(N)=Ar(N)·n(N)/Mr((NH₂)₂CO);

ω(N)=14·2/60≈0,4667 или 46,67%.

Ответ: Наибольшая массовая доля азота в мочевине.

4. В минерале пирите на 7 г железа приходится 8 г серы. Вычислите массовые доли каждого элемента в этом веществе и определите его формулу.

Дано:

m(Fe)=7 г

m(S)=8 г

Fe_xS_y - ?

Решение:

Обозначим формулу пирита через х и у: Fe_xS_y.

Найдем массу пирита:

m(Fe_xS_y)=m(Fe)+m(S);

m(Fe_xS_y)=7+8=15 (г).

Вычислим массовые доли железа и серы в пирите:

ω(Fe)=m(Fe)/m(Fe_xS_y);

ω(Fe)=7/15≈0,4667 или 46,67%;

ω(S)=m(S)/m(Fe_xS_y);

ω(S)=8/15≈0,5333 или 53,33%.

Найдем соотношение индексов x и y:

x:y=(ω(Fe)/Ar(Fe)):(ω(S)/Ar(S));

x:y=(46,67/56):(53,33/32)≈0,83339:1,66656.

Приведем соотношение индексов к значениям целых чисел:

x:y=(0,83339/0,83339):(1,66656/0,83339)≈1:2.

Подставим в формулу Fe_xS_y значения x и y и получим формулу FeS₂.

Ответ: Формула пирита FeS₂.

5. Массовая доля азота в одном из его оксидов равна 30,43%, а массовая доля кислорода — 69,57%. Определите формулу оксида.

Дано:

ω(N)=30,43%

ω(O)=69,57%

N_xO_y - ?

Решение:

Обозначим формулу оксида через х и у: N_xO_y.

Найдем соотношение индексов x и y:

x:y=(ω(N)/Ar(N)):(ω(O)/Ar(O));

x:y=(30,43/14):(69,57/16)≈2,17357:4,34813.

Приведем соотношение индексов к значениям целых чисел:

x:y=(2,17357/2,17357):(4,34813/2,17357)≈1:2.

Подставим в формулу N_xO_y значения x и y и получим формулу NO₂.

Ответ: Формула оксида NO₂.

6. В средние века из золы костра выделяли вещество, которое называли поташ и использовали для варки мыла. Массовые доли элементов в этом веществе составляют: калий — 56,6%, углерод — 8,7%, кислород — 34,7%. Определите формулу поташа.

Дано:

ω(K)=56,6%

ω(С)=8,7%

ω(O)=34,7%

K_xC_yO_z - ?

Решение:

Обозначим формулу поташа через х, у и z: K_xC_yO_z.

Найдем соотношение индексов x, y и z:

x:y:z=(ω(K)/Ar(K)):(ω(C)/Ar(C)):(ω(O)/Ar(O));

x:y=(56,6/39):(8,7/12):(34,7/16)≈1,45128:0,725:2,16875.

Приведем соотношение индексов к значениям целых чисел:

x:y:z=(1,45128/0,725):(0,725/0,725):(2,16875/,725)≈2:1:3.

Подставим в формулу K_xC_yO_z значения x, у и z и получим формулу K₂CO₃.

Ответ: Формула поташа K₂CO₃.