Условие
Вычисли относительную молекулярную массу серной кислоты H₂SO₄ и массовую долю серы в этом соединении. Относительные атомные массы: водорода 1, серы 32, кислорода 16. Отдельно ответь, какой из элементов даёт наибольшую часть массы вещества.
Что известно и что ищем
- Известна формула и относительные атомные массы всех трёх элементов.
- Относительная молекулярная масса — сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в молекулу.
- Массовая доля элемента — отношение массы атомов этого элемента к массе всей молекулы, выраженное в процентах.
Ход решения
- Шаг 1. Читаем формулу и считаем атомы. В H₂SO₄ два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода. Каждый индекс относится к своему элементу, поэтому начинать расчёт нужно именно с этого подсчёта.
- Шаг 2. Считаем вклад каждого элемента. Водород: два атома по единице — два. Сера: один атом, значит тридцать два. Кислород: четыре атома по шестнадцать — шестьдесят четыре.
- Шаг 3. Складываем вклады и получаем относительную молекулярную массу: два плюс тридцать два плюс шестьдесят четыре — девяносто восемь.
- Шаг 4. Переходим к массовой доле серы. Массу серы делим на массу всей молекулы: тридцать два на девяносто восемь. Получается примерно ноль целых тридцать три сотых, то есть около тридцати трёх процентов.
- Шаг 5. Отвечаем на дополнительный вопрос. Сравниваем вклады: водород даёт 2, сера 32, кислород 64. Наибольшую часть массы даёт кислород — его вклад самый большой, хотя по числу атомов кислород и водород различаются всего вдвое.
- Шаг 6. Проверяем себя смыслом, а не только счётом. Массовая доля не может быть больше единицы или ста процентов, а сумма долей всех элементов должна давать примерно сто процентов: значит, порядок вычислений был верным.
Проверь себя
- Ответ: относительная молекулярная масса серной кислоты равна 98; массовая доля серы — около 33 %; наибольший вклад вносит кислород.
- Проверка вывода: сложите доли всех элементов и убедитесь, что вместе они дают около ста процентов. Второй контроль: доля любого элемента — это его вклад, делённый на сумму всех вкладов, и она тем больше, чем больше атомная масса и число атомов.
- Ловушка: при подсчёте относительной молекулярной массы забыть умножить атомную массу на индекс. Если взять по одному атому каждого элемента, получится сильно заниженное значение, и все доли «поедут».
Как объяснить ребёнку
«Молекула — это как корзина продуктов: два маленьких яблока (водород), одна тяжёлая гиря (сера) и четыре средних апельсина (кислород). Чтобы узнать вес корзины, складываем вес каждого. А массовая доля одного продукта — это его вес, делённый на вес всей корзины: кислород занимает в ней больше половины, сера примерно треть, а водород — совсем чуть-чуть».
Тема для отчёта родителю
«Расчёты по формуле: относительная молекулярная масса и массовая доля химического элемента».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.