§11. Массовая доля элемента в сложном веществе

Вопросы

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

Ответ:

Массовой долей элемента называется отношение массы этого элемента в сложном веществе к массе всего вещества, выраженное в долях единицы (или процентах).
Массовую долю элемента в веществе рассчитывают по формулам:
1) $w$ (элемента) = $\frac{m (элемента)}{m( вещества)}$ * 100%
2) $w$ (элемента) = $\frac{A_{r} (элемента) * n (элемента)}{M_{r} (вещества)}$ * 100%
Для расчета массовой доли элемента в формуле (2) нужно его относительную атомную массу умножить на число атомов данного элемента в формуле и разделить на относительную молекулярную массу вещества.

2. Рассчитайте массовые доли элементов в веществах:
а) углекислом газе $CO_{2}$;
б) сульфиде кальция $CaS$;
в) натриевой селитре $NaNO_{3}$;
г) оксиде алюминия $Al_{2}O_{3}$.

Ответ:

а) $M_{r}$ ($CO_{2}$) = 12 + 2 * 16 = 44
$w$(C) = $\frac{12}{44}$ * 100% = 27%
$w$(O) = $\frac{2 * 16}{44}$ * 100% = 73%
б) $M_{r}$ (CaS) = 40 + 32 = 72
$w$(Ca) = $\frac{40}{72}$ * 100% = 55,6%
$w$(S) = 100% − 55,6% = 44,4%
в) $M_{r}$ ($NaNO_{3}$) = 23 + 14 + 3 * 16 = 85
$w$(Na) = $\frac{23}{85}$ * 100% = 27%
$w$(N) = $\frac{14}{85}$ * 100% = 17%
$w$(O) = 100% − 27% − 17% = 56%
г) $M_{r}$ ($Al_{2}O_{3}$) = 2 * 27 + 3 * 16 = 102
$w$(Al) = $\frac{2 * 27}{102}$ * 100% = 53%
$w$(O) = 100% − 53% = 47%

3. В каком из азотных удобрений массовая доля питательного элемента азота наибольшая:
а) хлориде аммония $NH_{4}Cl$;
б) сульфате аммония $(NH_{4})_{2}SO_{4}$;
в) мочевине $(NH_{2})_{2}CO$?

Ответ:

а) $M_{r}$ ($NH_{4}Cl$) = 14 + 4 * 1 + 35,5 = 53,5
$w$($N$) = $\frac{14}{53,5}$ * 100% = 26%
б) $M_{r}$ ($(NH_{4})_{2}$ $SO_{4}$) = 2 * 14 + 8 * 1 + 32 + 4 * 16 = 132
$w$($N$)=$\frac{28}{132}$ * 100% = 21%
в) $M_{r}$ ($(NH_{2})_{2}CO$) = 2 * 14 + 4 * 1 + 12 + 16 = 60
$w$($N$) = $\frac{28}{60}$ * 100% = 46%
Ответ: в мочевине массовая доля питательного элемента азота наибольшая.

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

Ответ:

m(вещества) = 8 + 7 = 15
$w$($Fe$) = $\frac{7}{15}$ = 0,466
$w$($S$) = $\frac{8}{15}$ = 0,534
$A_{r}$ ($Fe$) = 56
$A_{r}$ ($S$) = 32
$\frac{0,466}{56}$ : $\frac{0,534}{32}$ = 1 : 2
Ответ: массовые доли $w$($Fe$) = 0,46, $w$($S$) = 0,53; формула $FeS_{2}$

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

Ответ:

Относительная атомная масса азота: $A_{r}$ (N) = 14
Относительная атомная масса кислорода: $A_{r}$ (O) = 16
N : O = $\frac{30,43}{14}$ : $\frac{69,57}{16}$ = 2 : 4 = 1 : 2
Ответ: $NO_{2}$

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

Ответ:

Относительная атомная масса калия: $A_{r}$ (K) = 39
Относительная атомная масса углерода: $A_{r}$ (C) = 12
Относительная атомная масса кислорода: $A_{r}$ (O) = 16
$K$ : $C$ : $O$ = $\frac{56,6}{39}$ : $\frac{8,7}{12}$ : $\frac{34,7}{16}$ = 2 : 1 : 3
Ответ: $K_{2}CO_{3}$