Решение задачи: Вычисление Mr(Cu(NO3)2) и массовых долей элементов

Вот решения задач, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. Вариант 2 1. Вычислите: а) относительную молекулярную массу нитрата меди (II) \( \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \); б) массовые доли элементов. Решение: а) Относительная молекулярная масса \( \text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2) \) Для вычисления относительной молекулярной массы нам понадобятся относительные атомные массы элементов: \( \text{A}_r(\text{Cu}) = 64 \) \( \text{A}_r(\text{N}) = 14 \) \( \text{A}_r(\text{O}) = 16 \) Формула нитрата меди (II) \( \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 \) означает, что в одной молекуле содержится 1 атом меди (Cu), 2 атома азота (N) (так как \( \text{NO}_3 \) берется дважды) и 6 атомов кислорода (O) (так как \( 3 \times 2 = 6 \)). \( \text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2) = \text{A}_r(\text{Cu}) + 2 \times \text{A}_r(\text{N}) + 6 \times \text{A}_r(\text{O}) \) \( \text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2) = 64 + 2 \times 14 + 6 \times 16 \) \( \text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2) = 64 + 28 + 96 \) \( \text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2) = 188 \) Ответ: Относительная молекулярная масса нитрата меди (II) равна 188. б) Массовые доли элементов Массовая доля элемента \( \omega(\text{Э}) \) вычисляется по формуле: \[ \omega(\text{Э}) = \frac{n \times \text{A}_r(\text{Э})}{\text{M}_r(\text{вещества})} \times 100\% \] где \( n \) - количество атомов элемента в молекуле. Массовая доля меди \( \omega(\text{Cu}) \): \[ \omega(\text{Cu}) = \frac{1 \times \text{A}_r(\text{Cu})}{\text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2)} \times 100\% = \frac{1 \times 64}{188} \times 100\% \] \[ \omega(\text{Cu}) = \frac{64}{188} \times 100\% \approx 34.04\% \] Массовая доля азота \( \omega(\text{N}) \): \[ \omega(\text{N}) = \frac{2 \times \text{A}_r(\text{N})}{\text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2)} \times 100\% = \frac{2 \times 14}{188} \times 100\% \] \[ \omega(\text{N}) = \frac{28}{188} \times 100\% \approx 14.89\% \] Массовая доля кислорода \( \omega(\text{O}) \): \[ \omega(\text{O}) = \frac{6 \times \text{A}_r(\text{O})}{\text{M}_r(\text{Cu(NO}_3\text{)}_2)} \times 100\% = \frac{6 \times 16}{188} \times 100\% \] \[ \omega(\text{O}) = \frac{96}{188} \times 100\% \approx 51.06\% \] Проверка: \( 34.04\% + 14.89\% + 51.06\% = 99.99\% \approx 100\% \) Ответ: Массовые доли элементов: медь \( \approx 34.04\% \), азот \( \approx 14.89\% \), кислород \( \approx 51.06\% \). 2. Даны химические символы элементов и указана их валентность. Составьте соответствующие формулы: \( \text{HgO} \) (II), \( \text{PH} \) (фосфин) (III), \( \text{NiO} \) (IV), \( \text{SO} \) (IV), \( \text{SnO} \) (IV), \( \text{MnCl} \) (II), \( \text{CuS} \) (сульфид меди (II)), \( \text{AgO} \) (I). Назовите вещества. Решение: * \( \text{HgO} \) (II) Ртуть (Hg) имеет валентность II, кислород (O) имеет валентность II. Формула: \( \text{HgO} \) Название: Оксид ртути (II) * \( \text{PH} \) (фосфин) (III) Фосфор (P) имеет валентность III, водород (H) имеет валентность I. Для того чтобы сумма валентностей была равна, нужно 1 атом фосфора и 3 атома водорода. Формула: \( \text{PH}_3 \) Название: Фосфин (или гидрид фосфора) * \( \text{NiO} \) (IV) Никель (Ni) имеет валентность IV, кислород (O) имеет валентность II. Наименьшее общее кратное для 4 и 2 равно 4. \( 4 / 4 = 1 \) (для Ni) \( 4 / 2 = 2 \) (для O) Формула: \( \text{NiO}_2 \) Название: Оксид никеля (IV) * \( \text{SO} \) (IV) Сера (S) имеет валентность IV, кислород (O) имеет валентность II. Наименьшее общее кратное для 4 и 2 равно 4. \( 4 / 4 = 1 \) (для S) \( 4 / 2 = 2 \) (для O) Формула: \( \text{SO}_2 \) Название: Оксид серы (IV) или сернистый газ * \( \text{SnO} \) (IV) Олово (Sn) имеет валентность IV, кислород (O) имеет валентность II. Наименьшее общее кратное для 4 и 2 равно 4. \( 4 / 4 = 1 \) (для Sn) \( 4 / 2 = 2 \) (для O) Формула: \( \text{SnO}_2 \) Название: Оксид олова (IV) * \( \text{MnCl} \) (II) Марганец (Mn) имеет валентность II, хлор (Cl) имеет валентность I. Наименьшее общее кратное для 2 и 1 равно 2. \( 2 / 2 = 1 \) (для Mn) \( 2 / 1 = 2 \) (для Cl) Формула: \( \text{MnCl}_2 \) Название: Хлорид марганца (II) * \( \text{CuS} \) (сульфид меди (II)) Медь (Cu) имеет валентность II, сера (S) в сульфидах имеет валентность II. Формула: \( \text{CuS} \) Название: Сульфид меди (II) * \( \text{AgO} \) (I) Серебро (Ag) имеет валентность I, кислород (O) имеет валентность II. Наименьшее общее кратное для 1 и 2 равно 2. \( 2 / 1 = 2 \) (для Ag) \( 2 / 2 = 1 \) (для O) Формула: \( \text{Ag}_2\text{O} \) Название: Оксид серебра (I) 3. Расставьте коэффициенты в схемах химических реакций и укажите тип каждой реакции: а) \( \text{Br}_2 + \text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{S} + \text{HBr} \) Решение: Расставим коэффициенты: \( \text{Br}_2 + \text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{S} + 2\text{HBr} \) Тип реакции: Замещение (бром замещает серу в сероводороде) и окислительно-восстановительная реакция. б) \( \text{Al} + \text{HCl} \rightarrow \text{H}_2 + \text{AlCl}_3 \) Решение: Расставим коэффициенты: \( 2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 3\text{H}_2 + 2\text{AlCl}_3 \) Тип реакции: Замещение (алюминий замещает водород в соляной кислоте) и окислительно-восстановительная реакция. в) \( \text{NH}_3 \rightarrow \text{H}_2 + \text{N}_2 \) Решение: Расставим коэффициенты: \( 2\text{NH}_3 \rightarrow 3\text{H}_2 + \text{N}_2 \) Тип реакции: Разложение (аммиак разлагается на простые вещества) и окислительно-восстановительная реакция. г) \( \text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{NaCl} \) Решение: Расставим коэффициенты: \( 2\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NaCl} \) Тип реакции: Соединение (натрий соединяется с хлором) и окислительно-восстановительная реакция. 4. Что означают записи: \( \text{N}_2 \), \( 7\text{P} \), \( 5\text{AlCl}_3 \) Решение: * \( \text{N}_2 \) Означает одну молекулу азота, состоящую из двух атомов азота. Также может означать один моль молекулярного азота. * \( 7\text{P} \) Означает семь отдельных атомов фосфора. Также может означать семь молей атомарного фосфора. * \( 5\text{AlCl}_3 \) Означает пять молекул (или формульных единиц) хлорида алюминия. Каждая молекула хлорида алюминия состоит из одного атома алюминия и трех атомов хлора. Также может означать пять молей хлорида алюминия. 5. Определите валентность элементов по формулам: \( \text{SiH}_4 \), \( \text{CrO}_3 \), \( \text{H}_2\text{S} \), \( \text{CO}_2 \), \( \text{CO} \), \( \text{SO}_3 \), \( \text{SO}_2 \), \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \), \( \text{FeO} \), \( \text{HCl} \), \( \text{HBr} \), \( \text{Cl}_2\text{O}_5 \) Решение: Для определения валентности будем использовать известные валентности водорода (I) и кислорода (II), а также галогенов (I) в бинарных соединениях с водородом и металлами. * \( \text{SiH}_4 \) Водород (H) имеет валентность I. \( \text{Si} \times 1 = \text{H} \times 4 \) Валентность \( \text{Si} = 4 \times 1 = 4 \) Валентность кремния (Si) = IV. * \( \text{CrO}_3 \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{Cr} \times 1 = \text{O} \times 3 \) Валентность \( \text{Cr} = 3 \times 2 = 6 \) Валентность хрома (Cr) = VI. * \( \text{H}_2\text{S} \) Водород (H) имеет валентность I. \( \text{H} \times 2 = \text{S} \times 1 \) Валентность \( \text{S} = 2 \times 1 = 2 \) Валентность серы (S) = II. * \( \text{CO}_2 \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{C} \times 1 = \text{O} \times 2 \) Валентность \( \text{C} = 2 \times 2 = 4 \) Валентность углерода (C) = IV. * \( \text{CO} \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{C} \times 1 = \text{O} \times 1 \) Валентность \( \text{C} = 1 \times 2 = 2 \) Валентность углерода (C) = II. * \( \text{SO}_3 \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{S} \times 1 = \text{O} \times 3 \) Валентность \( \text{S} = 3 \times 2 = 6 \) Валентность серы (S) = VI. * \( \text{SO}_2 \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{S} \times 1 = \text{O} \times 2 \) Валентность \( \text{S} = 2 \times 2 = 4 \) Валентность серы (S) = IV. * \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{Fe} \times 2 = \text{O} \times 3 \) \( \text{Fe} \times 2 = 3 \times 2 \) \( \text{Fe} \times 2 = 6 \) Валентность \( \text{Fe} = 6 / 2 = 3 \) Валентность железа (Fe) = III. * \( \text{FeO} \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{Fe} \times 1 = \text{O} \times 1 \) Валентность \( \text{Fe} = 1 \times 2 = 2 \) Валентность железа (Fe) = II. * \( \text{HCl} \) Водород (H) имеет валентность I. \( \text{H} \times 1 = \text{Cl} \times 1 \) Валентность \( \text{Cl} = 1 \times 1 = 1 \) Валентность хлора (Cl) = I. * \( \text{HBr} \) Водород (H) имеет валентность I. \( \text{H} \times 1 = \text{Br} \times 1 \) Валентность \( \text{Br} = 1 \times 1 = 1 \) Валентность брома (Br) = I. * \( \text{Cl}_2\text{O}_5 \) Кислород (O) имеет валентность II. \( \text{Cl} \times 2 = \text{O} \times 5 \) \( \text{Cl} \times 2 = 5 \times 2 \) \( \text{Cl} \times 2 = 10 \) Валентность \( \text{Cl} = 10 / 2 = 5 \) Валентность хлора (Cl) = V.