Глава I. Первоначальные химические понятия. § 7. Химические формулы — с. 42
§ 7. Примените свои знания.
7. Рассчитайте, во сколько раз молекула водорода легче молекулы сернистого газа. Формула водорода — H₂, сернистого газа — SO₂.
Дано: H₂, SO₂.
Найти: Mᵣ(SO₂) : Mᵣ(H₂) — ?
Решение: Mᵣ(H₂) = 2 · 1 = 2; Mᵣ(SO₂) = 32 + 2 · 16 = 64.
Массы молекул относятся как их относительные молекулярные массы: 64 : 2 = 32.
Ответ: молекула водорода легче молекулы сернистого газа в 32 раза.
Найти: Mᵣ(SO₂) : Mᵣ(H₂) — ?
Решение: Mᵣ(H₂) = 2 · 1 = 2; Mᵣ(SO₂) = 32 + 2 · 16 = 64.
Массы молекул относятся как их относительные молекулярные массы: 64 : 2 = 32.
Ответ: молекула водорода легче молекулы сернистого газа в 32 раза.
§ 7. Примените свои знания.
8. Найдите ошибки, допущенные в вычислениях относительных молекулярных масс веществ: а) Mᵣ(HNO₃) = 63; б) Mᵣ(H₂SO₄) = 98; в) Mᵣ(H₃PO₄) = 96; г) Mᵣ(CaCO₃) = 98; д) Mᵣ(CuSO₄) = 160; е) Mᵣ(Al(OH)₃) = 78. [на рисунке: два столбца по три равенства]
Пересчитаем каждую массу (Aᵣ: H 1, C 12, N 14, O 16, Al 27, P 31, S 32, Ca 40, Cu 64).
а) Mᵣ(HNO₃) = 1 + 14 + 3 · 16 = 63 — верно.
б) Mᵣ(H₂SO₄) = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 — верно.
в) Mᵣ(H₃PO₄) = 3 · 1 + 31 + 4 · 16 = 98, а не 96 — ошибка.
г) Mᵣ(CaCO₃) = 40 + 12 + 3 · 16 = 100, а не 98 — ошибка.
д) Mᵣ(CuSO₄) = 64 + 32 + 4 · 16 = 160 — верно.
е) Mᵣ(Al(OH)₃) = 27 + 3 · (16 + 1) = 78 — верно.
Ответ: ошибки допущены в пунктах в) и г); правильно Mᵣ(H₃PO₄) = 98, Mᵣ(CaCO₃) = 100.
а) Mᵣ(HNO₃) = 1 + 14 + 3 · 16 = 63 — верно.
б) Mᵣ(H₂SO₄) = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 — верно.
в) Mᵣ(H₃PO₄) = 3 · 1 + 31 + 4 · 16 = 98, а не 96 — ошибка.
г) Mᵣ(CaCO₃) = 40 + 12 + 3 · 16 = 100, а не 98 — ошибка.
д) Mᵣ(CuSO₄) = 64 + 32 + 4 · 16 = 160 — верно.
е) Mᵣ(Al(OH)₃) = 27 + 3 · (16 + 1) = 78 — верно.
Ответ: ошибки допущены в пунктах в) и г); правильно Mᵣ(H₃PO₄) = 98, Mᵣ(CaCO₃) = 100.
§ 7. Примените свои знания.
9. Рассчитайте массовые доли элементов в карбонате кальция, формула которого CaCO₃.
Дано: CaCO₃.
Найти: w(Ca), w(C), w(O).
Решение: Mᵣ(CaCO₃) = 40 + 12 + 3 · 16 = 100.
w(Ca) = 40/100 · 100 % = 40 %.
w(C) = 12/100 · 100 % = 12 %.
w(O) = 3 · 16/100 · 100 % = 48 %.
Проверка: 40 % + 12 % + 48 % = 100 %.
Ответ: w(Ca) = 40 %, w(C) = 12 %, w(O) = 48 %.
Найти: w(Ca), w(C), w(O).
Решение: Mᵣ(CaCO₃) = 40 + 12 + 3 · 16 = 100.
w(Ca) = 40/100 · 100 % = 40 %.
w(C) = 12/100 · 100 % = 12 %.
w(O) = 3 · 16/100 · 100 % = 48 %.
Проверка: 40 % + 12 % + 48 % = 100 %.
Ответ: w(Ca) = 40 %, w(C) = 12 %, w(O) = 48 %.
§ 7. Примените свои знания.
10. Расположите названия азотных удобрений, формулы которых приведены ниже, в порядке возрастания массовой доли азота в них: натриевая селитра NaNO₃, кальциевая селитра Ca(NO₃)₂, аммиачная селитра NH₄NO₃.
Дано: NaNO₃, Ca(NO₃)₂, NH₄NO₃.
Найти: w(N) в каждом веществе и порядок возрастания.
Решение: 1. Mᵣ(NaNO₃) = 23 + 14 + 3 · 16 = 85; w(N) = 14/85 · 100 % ≈ 16 %.
2) Mᵣ(Ca(NO₃)₂) = 40 + 2 · 14 + 6 · 16 = 164; w(N) = 28/164 · 100 % ≈ 17 %.
3) Mᵣ(NH₄NO₃) = 2 · 14 + 4 · 1 + 3 · 16 = 80; w(N) = 28/80 · 100 % = 35 %.
Ответ: в порядке возрастания массовой доли азота: натриевая селитра (16 %) → кальциевая селитра (17 %) → аммиачная селитра (35 %).
Найти: w(N) в каждом веществе и порядок возрастания.
Решение: 1. Mᵣ(NaNO₃) = 23 + 14 + 3 · 16 = 85; w(N) = 14/85 · 100 % ≈ 16 %.
2) Mᵣ(Ca(NO₃)₂) = 40 + 2 · 14 + 6 · 16 = 164; w(N) = 28/164 · 100 % ≈ 17 %.
3) Mᵣ(NH₄NO₃) = 2 · 14 + 4 · 1 + 3 · 16 = 80; w(N) = 28/80 · 100 % = 35 %.
Ответ: в порядке возрастания массовой доли азота: натриевая селитра (16 %) → кальциевая селитра (17 %) → аммиачная селитра (35 %).
§ 7. Используйте дополнительную информацию.
11. Подготовьте сообщение по теме «Из истории измерения атомных масс химических элементов».
План сообщения.
1. В начале XIX в. Дж. Дальтон впервые предложил сравнивать массы атомов разных элементов и за единицу взял массу атома водорода; он составил первую таблицу атомных масс.
2. Й. Я. Берцелиус в 1810–1830-х гг. точными опытами определил атомные массы около 50 элементов и ввёл современные символы элементов.
3. На Международном съезде химиков в Карлсруэ (1860 г.) С. Канниццаро убедил учёных различать атомы и молекулы, что упорядочило атомные массы.
4. Д. И. Менделеев в 1869 г. расположил элементы в порядке возрастания атомных масс и открыл периодический закон; он исправил атомные массы ряда элементов (бериллия, индия, урана).
5. В XX в. за эталон приняли 1/16 массы атома кислорода, а с 1961 г. — 1/12 массы атома углерода-12.
6. Современные значения находят масс-спектрометрией с очень высокой точностью.
7. Вывод: понятие относительной атомной массы появилось как удобный способ сравнивать массы атомов, которые слишком малы для прямого измерения в килограммах.