Номер 3, страница 168 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

3. Запишите формулы важнейших азотных удобрений. Определите степени окисления атомов азота в каждом из приведенных вами соединений. Рассчитайте массовую долю азота в натриевой селитре.

Запишите формулы важнейших азотных удобрений. Определите степени окисления атомов азота в каждом из приведенных вами соединений.

1. Аммиачная селитра (нитрат аммония) – $NH_4NO_3$. В этом соединении два атома азота находятся в разных степенях окисления. В катионе аммония ($NH_4^+$) степень окисления азота равна -3 (расчет: $x + 4 \cdot (+1) = +1 \implies x = -3$). В нитрат-анионе ($NO_3^-$) степень окисления азота равна +5 (расчет: $x + 3 \cdot (-2) = -1 \implies x = +5$).

2. Мочевина (карбамид) – $CO(NH_2)_2$. Степень окисления водорода +1, кислорода -2, углерода +4. Обозначим степень окисления азота за $\text{x}$. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов равна нулю: $(+4) + (-2) + 2 \cdot (x + 2 \cdot (+1)) = 0 \implies 2 + 2x + 4 = 0 \implies 2x = -6 \implies x = -3$. Степень окисления азота равна -3.

3. Натриевая селитра (нитрат натрия) – $NaNO_3$. Степень окисления натрия в соединениях всегда +1, кислорода -2. Для азота ($\text{x}$): $(+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 \implies 1 + x - 6 = 0 \implies x = +5$. Степень окисления азота равна +5.

4. Сульфат аммония – $(NH_4)_2SO_4$. Азот входит в состав катиона аммония ($NH_4^+$), где его степень окисления, как было показано выше, равна -3.

Ответ: Формулы удобрений и степени окисления азота в них: $NH_4NO_3$ (-3 и +5), $CO(NH_2)_2$ (-3), $NaNO_3$ (+5), $(NH_4)_2SO_4$ (-3).

Рассчитайте массовую долю азота в натриевой селитре.

Дано:

Соединение: натриевая селитра ($NaNO_3$)

Относительные атомные массы элементов (округленные до целых):

$Ar(Na) = 23$

$Ar(N) = 14$

$Ar(O) = 16$

Найти:

Массовую долю азота $\omega(N)$ в $NaNO_3$.

Решение:

Массовая доля элемента в веществе определяется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $\text{n}$ – число атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, $Mr(\text{вещества})$ – относительная молекулярная масса вещества.

1. Сначала рассчитаем относительную молекулярную массу натриевой селитры ($NaNO_3$):

$Mr(NaNO_3) = Ar(Na) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 37 + 48 = 85$

2. В одной формульной единице $NaNO_3$ содержится один атом азота ($n=1$).

3. Теперь можем рассчитать массовую долю азота в соединении:

$\omega(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(NaNO_3)} \cdot 100\% = \frac{1 \cdot 14}{85} \cdot 100\% \approx 0.1647 \cdot 100\% \approx 16.47\%$

Ответ: Массовая доля азота в натриевой селитре составляет 16.47%.