Химия

8 класс
Вопрос
Определить формулу вещества, состоящего из кислорода, азота, фосфора и водорода, если известно, что оно содержит 48,5 % кислорода, количество атомов азота в два раза больше количества атомов фосфора, а количество атомов водорода в 2,25 раза больше количества атомов кислорода. Масса моля вещества менее 200 г.
Ответ


Обозначим количество атомов фосфора и кислорода в молекуле вещества соответственно через $y$ и $x$. Тогда количество атомов водорода будет равно $2,25x$. Запишем формулу вещества в общем виде $ (PN_{2}_{y} \cdot (OH_{2,25})_{x})$. Значение $x$ должно быть больше единицы, так как в молекуле вещества не может содержаться дробное количество атомов водорода. Минимальное значение $x$, при котором количество атомов водорода в молекуле вещества будет целочисленным, равно 4.

Находим массу моля вещества ($M$):

$ (16 \cdot 4) $ г кислорода составляет 48,5 %
$M$ г кислорода составляет 100 %

$M = \frac {64 \cdot 100}{48,5} = 132$ (г),

что удовлетворяет условию задачи.

Рассчитаем значение $y$. На долю фосфора и азота в моле вещества приходится 59 г ($132 - 64 - 2,25 \cdot 4$). Масса ($PN_{2}$) равна 59 г (31 + 28). Следовательно, $y = 1$. Формула вещества $PN_{2}O_{4}H_{9}$ или $ (NH_{4})_{2}HPO_{4}$. Расчет можно проводить и другим способом.

Если обозначим через $x$ количество атомов кислорода в молекуле вещества, то количество атомов водорода будет $2,25x$, а масса водорода в моле вещества - $2,25x$ г. Вычислим процентное содержание водорода в веществе:

$16x$ г кислорода составляет 48,5 %
$2,25x$ г кислорода составляет $a$ %

$a = 6,82$ %.

Суммарное процентное содержание азота и фосфора равно 44,8 % (100 - 48,5 - 6,82). Предположим, что $y$ в формуле $ (PN_{2})_{y} \cdot (OH_{2,25})_{x}$ равен 1. Рассчитаем массу моля вещества ($M$), если масса $ (PN_{2}) $ равна 59 г ($31 + 28$):

59 г составляет 44,68 %
$M$ г составляет 100 %

$M = 132$ г,

что удовлетворяет условию. На долю кислорода и водорода в моле вещества приходится 73 г ($132 - 59$), масса ( $OH_{2,25}$ ) равна 18,25 г. Вычислим значение $x$:

$x = \frac{73}{18,25} = 4$

Формула вещества $ (NH_{4})_{2}HPO_{4}$. Другие целочисленные значения $y$ не удовлетворяют условию задачи, так как при $y > 1$ молекулярная масса вещества будет больше 200.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

При нагревании выше $350^{\circ} С$ этилен подвергли пиролизу, в результате чего образовались метан и ацетилен. Тепловой эффект этой реакции равен 12 ккал/моль. Пробу смеси газов, полученную в результате частичного пиролиза этилена, сожгли, определив выделившееся при этом тепло. Было подсчитано, что если бы исследуемая проба состояла из чистого этилена, то при ее сгорании выделилось бы на 0,3 ккал больше; если же в состав смеси входили бы только продукты пиролиза, то при сгорании выделилось бы на 1,2 ккал меньше. Вычислите: а) состав исследуемой смеси газов (в процентах по массе и объему); б) массу и объем исследуемой пробы газовой смеси при и 1 атм; в) количество тепла, выделившегося при сгорании анализируемой пробы; г) степень превращения этилена в газы пиролиза. При вычислениях принимать теплоту сгорания метана, равной 212 ккал/моль и ацетилена 310 ккал/моль.
8 класс Химия Средняя
Атомы элемента Е имеют электронную конфигурацию $K^2L^8M^{18}N^4$. В природе этот элемент существует в виде смеси изотопов с атомными массами 70(NULL,3 %), 72 (NULL,2 %), 73 (NULL,9 %), 74 (NULL,9 %), 76 (NULL,7 %) и встречается в виде минерала аргиродита, представляющего собой двойную соль состава $Ag$ - 76,51 %, $S$ - 17,06 % и $E$ - 6,4 %. При прокаливании в токе воздуха аргиродит образует серебро, оксид элемента $E$ в высшей степени окисления и газообразный продукт реакции. Разделение составных компонентов полученной при этом смеси осуществляется действием концентрированного раствора гидроксида натрия, в котором легко растворяется оксид элемента $E$. Этот оксид почти не растворим в воде и несколько лучше растворим в соляной кислоте. Раствор соли, образовавшейся при реакции оксида с NaOH, обладает щелочным характером. Раствор натриевой соли, в которой элемент $E$ содержится в менее высокой степени окисления, обладает еще более сильной щелочной реакцией. Кроме того, названная соль характеризуется сильными восстановительными свойствами. При подкислении она восстанавливает перманганат калия до солей $Mn^{2+}$, в щелочной среде она восстанавливает $Bi(OH)_3$ до металлического висмута. Элемент $E$ образует несколько соединений с водородом, по структуре аналогичных соединениям первого из элементов той же группы периодической системы. Известны соединения $E$ с водородом, содержащие 1-3 атома элемента $E$ в молекуле с насыщенным характером связей. В этих соединениях под действием хлористого водорода может быть проведено замещение водорода на хлор. В электрохимическом ряду элемент $E$ расположен между медью и серебром. а. О каком элементе идет речь? Что вы знаете о его применении? Какую роль сыграло открытие этого элемента в развитии учения о химических элементах? б. Установите формулу аргиродита (при расчетах следует использовать вычисленную из условий задачи атомную массу элемента $E$). в. Напишите молекулярные (а где можно - ионные) уравнения реакций всех химических процессов, названных в задаче. г. Охарактеризуйте свойства солей и оксидов элемента упомянутых в тексте. д. Дайте характеристику физических свойств элементов той группы периодической системы, к которой принадлежит элемент $E$. Охарактеризуйте химические свойства оксидов элементов этой группы. е. Предскажите явления, которые можно будет наблюдать, если пластины, изготовленные из цинка и элемента $E$, соединить между собой и погрузить в раствор серной кислоты. Объясните эти явления.
8 класс Химия Средняя