Примеры решения типовых задач по теме | Хімія – шкільний курс

Пример 1. Определим молярную долю каждого изотопа Хлора.

Дано:

А_r(Cl) = 35,45

Решение:

Для решения этой задачи вводим неизвестные – пусть χ(³⁵Cl) = х, тогда χ(³⁷Cl) = 1 – х.
35х + 37(1 – х) = 35, 45;
35х + 37 – 37х = 35,45;
2х = 1,55;
Отсюда, х = 0,775 або 77,5%;
1 – 0,775 = 0,225 або 22,5%.

χ(³⁵Cl) – ?
χ(³⁷Cl) – ?

Ответ: χ(³⁵Cl) = 77,5 %, χ(³⁷Cl) = 22,5%.

Пример 2. Медь имеет два изотопа: ⁶³Cu и ⁶⁵Cu. Мольные доли его в природной меди составляют соответственно – 73 и 27%. Определим среднюю относительную атомную массу Купрума.

Дано:

χ(⁶³Cu) = 73%
χ(⁶⁵Cu) = 27%

Решение:

А_r(Cu) = χ_{1 •}А_r_{1 +}χ_{2 •}А_r₂;
А_r(Cu) = 63 • 0,73 + 65 • 0,27 = 45,99 + 17,55 = 65,54.

А_r(Cu) = ?

Ответ: А_r(Cu) = 63,45.

Определение элемента по его месту в периодической системе

Пример 3. Укажите элемент III группы, относительная молекулярная масса гидроксида которого составляет 78.

Дано:

М_r(Е(ОН)₃) = 78

Решение:

Элементу III группы соответствует гидроксиду с общей формулой Е(ОН)₃.
А_r(О) =16; А_r(Н) =1. Пускай А_r(Е) = х, тогда
М_r(Е(ОН)₃) = х + (16 + 1) • 3 = 78.
М_r(Е(ОН)₃) = х + 51 = 78.
х = 78 – 51 = 27.
А_r(Е) = 27.

Относительную атомную массу имеет 27 элемент Алюминий.

Е – ?

Ответ: Алюминий.

Пример 4. Определите элемент V группы, относительная молекулярная масса высшего оксида которого составляет 108.

Дано:

М_r(Е₂О₅) =108

Решение:

Элементу V группы соответствует оксиду с общей формулой Е₂О₅^.А_r(О) =16. Пускай А_r(Е) = х, тогда
М_r(Е₂О₅) = 2А_r(Е) + 5А_r(О);
2х + 5 • 16 = 108;
2х = 108 – 80;
2х = 28;
х = 28 : 2 = 14;
А_r(Е) = 14.

Относительную атомную массу 14 имеет элемент Нитроген.

Е – ?

Ответ: Нитроген.

Пример 5. Назовите элемент IV группы, относительная молекулярная масса водородного соединения которого равна 32.

Дано:

М_r(ЕН₄) = 32

Решение:

Элементу IV группы соответствует водородное соединение с общей формулой ЕН₄.
А_r(Н) =1. Пускай А_r(Е) = х, тогда
М_r(ЕН₄) = А_r(Е) + 4А_r(Н);
х + 4 = 32;
х = 32 – 4;
х = 28;
А_r(Е) = 28.

Относительную атомную массу 28 имеет элемент Силиций.

Е – ?

Ответ: Силиций.

Пример 6. Элемент, свойства которого были предсказаны Д.И. Менделеевым, теперь широко применяется в радиотехнике как полупроводник. Этот элемент образует соединение с Оксигеном состава EO₂ и имеет плотность пара по воздуху 3,62. Определите этот элемент. Как его назвал Д.И. Менделеев?

Дано:

EO₂

Дпов. = 3,62

Решение:

М_r(EO₂) = Дпов • М_r(пов.)
М_r(пов.) = 29;
М_r(EO₂) = 3,62 · 29 =104,98;
х + 32 = 105;
х = 105 – 32;
х = 73;
А_r(Е) = 73.

Относительную атомную массу 73 имеет элемент Германий.

Е – ?

Ответ: Германий.

Пример 7. Наружный энергетический уровень атома элемента имеет строение: ns²np⁴. Кислота, отвечающая его высшему оксиду, имеет относительную молекулярную массу 145. Назовите этот элемент.

Дано:

М_r(Н₂ЕО₄) =145

Решение:

По строению внешнего энергетического уровня атома (2 + 4 = 6) определяем, что этот элемент принадлежит к VI группе. Высшему оксиду этого элемента соответствует кислота с общей формулой Н₂ЕО₄.
М_r(Н₂ЕО₄) = 2А_r(Н) + А_r(Е) + 4А_r(О)
2 • 1 + х + 4 • 16 = 145;
2 + х + 64 = 145;
х = 145 — (64 — 2);
х = 79;
А_r(Е) = 79.

Относительную атомную массу 79 имеет элемент Селен.

Е – ?

Ответ: Селен.

Пример 8. Атом элемента имеет на 3 электрона меньше, чем ион Кальция. Назовите элемент, составьте электронные формулы его атома в возбужденном и невозбужденном состояниях.

Решение. Выясняем, сколько электронов имеет ион Кальция. Йон Кальция Са²⁺ – это электрическая заряженная частица, образовавшаяся из нейтрального атома вследствие отдачи 2-х электронов: Са^о – 2ē → Са²⁺ 20 — 2 = 18.

Итак, ион Кальция имеет 20 протонов и 18 электронов. Находим число электронов в электронной оболочке неизвестного элемента: 18 – 3 = 15. Неизвестный элемент: Фосфор.

Ответ: электронная формула атома Фосфору: а) в нормальном состоянии: 1s²2s²2p⁶3s²3p³; б) в возбуждённом состоянии: 1s²2s²2p⁶3s¹3p³3d¹.

Пример 9. Элемент находится во II группе периодической системы химических элементов Д.И. Менделеевым. Масса 3,01 • 10²³ молекул гидроксида равна 37. Назовите элемент, составьте электронные формулы его атома и иона.

Дано:

N(Е(ОН)₂) = 3,01•10²³

m(Е(ОН)₂) = 37

Решение:

Рассчитываем массу одного моля гидроксида этого элемента, зная, что один моль любого вещества содержит 6,02·10²³ молекул. Составляем пропорцию:
3,01 · 10²³молекул имеют массу 37,
6,02 · 10²³молекул имеют массу х
х = 74.

Это число означает относительную молекулярную массу данного гидроксида. Элемента II группы периодической системы соответствует гидроксиду с общей формулой Е(ОН)₂.

М_r(Е(ОН)₂) = А_r(E) + 2А_r(O) + 2А_r(H)
х + 32 +2 = 74;
х = 74 — 34;
х = 40;
А_r(Е) = 40.

Относительную атомную массу 40 имеет элемент Кальций.

E – ?

Ответ: Электронная формула атома Кальция – 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s². Электронная формула иона Кальция – 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.