Дано:
- массовая доля водорода (H) в соединении = 17,65%
- степень окисления неизвестного элемента = -3
Найти:
- неизвестный химический элемент.
Решение:
1. Обозначим неизвестный элемент как X. Степень окисления водорода в соединении +1.
2. Запишем формулу соединения. Если n – количество атомов водорода, а m – количество атомов элемента X, то формула будет выглядеть как HnXm.
3. Рассмотрим массу соединения:
m(соединения) = m(H) + m(X)
где m(H) = n * M(H), m(X) = m * M(X).
4. Массовую долю водорода можно выразить следующим образом:
ω(H) = m(H) / m(соединения) * 100% = 17,65%.
5. Подставим значения и упростим уравнение:
ω(H) = (n * M(H)) / (n * M(H) + m * M(X)) * 100% = 17,65%.
6. Известно, что M(H) = 1 г/моль. Таким образом:
(n * 1) / (n * 1 + m * M(X)) * 100% = 17,65%.
7. Упростим уравнение:
n / (n + m * M(X)) = 0,1765.
n = 0,1765 * (n + m * M(X)).
n = 0,1765n + 0,1765m * M(X).
n - 0,1765n = 0,1765m * M(X).
0,8235n = 0,1765m * M(X).
M(X) = (0,8235n) / (0,1765m).
8. Теперь определим соотношение n и m. Поскольку степень окисления X равна -3, то с учетом степени окисления его количество атомов в формуле соединения можно обозначить как m=3n. Тогда подставляем в формулу:
M(X) = (0,8235n) / (0,1765*3n) = 0,8235 / 0,5295 = 1,557.
9. Найдем атомную массу M(X). В пересчете на периодическую таблицу, ближайшее целое значение – это 16 г/моль, следовательно, это кислород (O).
Ответ:
Неизвестный химический элемент — это кислород (O).