Охарактеризуйте качественный и количественный состав веществ: Al2O3, Cu(OH)2, H2, CI2, Cr(OH)3, Н3РО4 2) Предложите способ разде-ления смеси, состоящий из железных стружек,…

Ниже привожу подробное решение по всем трём пунктам. Так как цель задана как “Понять” и параметры предмета/класса не указаны, даю объяснения доступно для средней школы.

1. Охарактеризуйте качественный и количественный состав веществ

a) Al2O3 (алюминий оксид)

• Качественный состав: содержит элементы алюминий (Al) и кислород (O); стехиометрия Al2O3. Атомы Al обычно имеют заряд +3, кислород — -2.
• Количественный состав (массовые доли):
  • Молярная масса: M(Al2O3) ≈ 2·26.9815 + 3·15.9994 ≈ 101.961 g/mol.
  • Массовая доля Al: (2·26.9815) / 101.961 ≈ 52.9%.
  • Массовая доля O: (3·15.9994) / 101.961 ≈ 47.1%. Итого: примерно 52.9% Al и 47.1% O.

b) Cu(OH)2 (гидроксид меди(II))

• Качественный состав: элементы Cu, O, H; ионы Cu2+ и OH−.
• Молекула Cu(OH)2: Cu + 2OH.
• Молекулярная масса: M ≈ 63.546 + 2·15.9994 + 2·1.00794 ≈ 97.56 g/mol.
• Массовая доля Cu: 63.546 / 97.56 ≈ 65.1%.
• Массовая доля O: 2·15.9994 / 97.56 ≈ 32.8%.
• Массовая доля H: 2·1.00794 / 97.56 ≈ 2.1%.

c) H2 (молекула водорода)

• Качественный состав: состоит только из водорода (H2).
• Массовый состав: 100% H.
• Молекулярная масса: M(H2) ≈ 2.016 g/mol.

d) Cl2 (мSch Cl2, хлор)

• Качественный состав: молекула из двух атомов хлора (Cl2).
• Массовый состав: 100% Cl.
• Молекулярная масса: M(Cl2) ≈ 2·35.453 ≈ 70.906 g/mol.

e) Cr(OH)3 (гидроксид хрома(III))

• Качественный состав: элементы Cr, O, H; ионы Cr3+ и OH−.
• Молекула Cr(OH)3: Cr + 3OH.
• Молярная масса: M ≈ 51.996 + 3·15.9994 ≈ 102.996 g/mol.
• Массовая доля Cr: 51.996 / 102.996 ≈ 50.5%.
• Массовая доля O: 3·15.9994 / 102.996 ≈ 46.6%.
• Массовая доля H: 3·1.00794 / 102.996 ≈ 2.9%.

f) H3PO4 (фосфорная кислота)

• Качественный состав: элементы H, P, O.
• Молярная масса: M ≈ 3·1.00794 + 30.9738 + 4·15.9994 ≈ 97.995 g/mol.
• Массовые доли:
  • H: 3.0238 / 97.995 ≈ 3.1%.
  • P: 30.9738 / 97.995 ≈ 31.6%.
  • O: 4·15.9994 / 97.995 ≈ 65.3%.

Комментарий по смыслу:

• Для каждого вещества указал (1) качественный состав (какие элементы входят и какая стехиометрия) и (2) количественный состав в виде массовых долей. Эти вычисления полезны для оценки состава вещества по формулам.

2. Предложите способ раздельления смеси: железные стружки, поваренная соль и мел (CaCO3)

Цель: выделить три компонента по их различным свойствам.

Рекомендованный пошаговый процесс:

• Шаг 1. Магнитная сепарация.
  • Применение магнита к смеси: железные стружки притянут к магниту и отделяются от немагнитных частиц NaCl и CaCO3.
• Шаг 2. Разделение NaCl и CaCO3 водой.
  • После удаления железных стружек получаем смесь NaCl (растворим в воде) и CaCO3 (нерастворим в воде).
  • Залить получившуюся смесь тёплой водой и перемешать. NaCl растворится, CaCO3 останется осадком.
• Шаг 3. Фильтрация.
  • Процедить раствор: на фильтре останется CaCO3 (осадок), а в фильтрате будет раствор NaCl.
• Шаг 4. Воспользоваться выпариванием/кристаллизацией.
  • Испарить воду из фильтрата до образования кристаллов NaCl; затем высушить кристаллы поваренной соли.
• Шаг 5. Очистка CaCO3.
  • Осадок CaCO3 можно промыть и высушить для получения чистого мел.

Почему так работает:

• Железо является магнитным и удаляется физически.
• NaCl хорошо растворяется в воде, CaCO3 практически не растворяется (мел — кальцит) в нейтральной среде, поэтому можно отделить растворимый NaCl от нерастворимого CaCO3.
• После отделения осадка CaCO3 остаётся и его можно собрать, а раствор NaCl выпаривать/кристаллизовать, чтобы получить чистую поваренную соль.

3. Определите для Be, P, F, Ca, Cr, Zn, Ag:

• порядковый номер (Z),
• группу (A или B по старой системе “A/В”),
• период (P),
• подгруппу (A или B),
• относительную атомную массу (атомную массу).

Be (Бериллий)

• Z = 4
• Группа: 2A (IIA) — общий элемент щелочно-земельной группы
• Период: 2
• Подгруппа: A
• Относительная атомная масса: ≈ 9.01

P (Фосфор)

• Z = 15
• Группа: 5A (VA)
• Период: 3
• Подгруппа: A
• Относительная атомная масса: ≈ 30.97

F (Фтор)

• Z = 9
• Группа: 7A (VIIA)
• Период: 2
• Подгруппа: A
• Относительная атомная масса: ≈ 18.998

Ca (Кальций)

• Z = 20
• Группа: 2A (IIA)
• Период: 4
• Подгруппа: A
• Относительная атомная масса: ≈ 40.08

Cr (Хром)

• Z = 24
• Группа: 6B (VIB) — переходные металлы
• Период: 4
• Подгруппа: B
• Относительная атомная масса: ≈ 52.00

Zn (Цинк)

• Z = 30
• Группа: 12B (IIB) — переходные металлы
• Период: 4
• Подгруппа: B
• Относительная атомная масса: ≈ 65.38

Ag (Серебро)

• Z = 47
• Группа: 11B (IB) — переходные металлы
• Период: 5
• Подгруппа: B
• Относительная атомная масса: ≈ 107.87

Примечания:

• Группы A/B относятся к старой номенклатуре: A — элементы главной подгруппы, B — переходные металлы (двухъярусная систематика, часто в современной школе называют группы по номеру или по блокам s/p/d).
• Значения относительных атомных масс даны в пределах стандартной атомной массы; малые различия возможны из-за использования различных стандартов.

Если нужно, могу привести более подробные расчетные примеры для массы доли конкретного вещества или разобрать вариант раздельной схемы под конкретные условия лаборатории.