Запишите формулы сульфатов калия, магния и алюминия, если сульфат это соединения металла с остатком серной кислоты H2SO4
Краткий ответ:
- сульфат калия — \(\mathrm{K_2SO_4}\);
- сульфат магния — \(\mathrm{MgSO_4}\);
- сульфат алюминия — \(\mathrm{Al_2(SO_4)_3}\).
Объяснение:
Остаток серной кислоты:
\[ \mathrm{H_2SO_4 \rightarrow SO_4^{2-}} \]
Ионы металлов имеют заряды:
\[ \mathrm{K^+,\ Mg^{2+},\ Al^{3+}} \]
Формула соединения должна быть электрически нейтральной:
- Для калия: два иона \(\mathrm{K^+}\) уравновешивают один \(\mathrm{SO_4^{2-}}\):
\[ \mathrm{K_2SO_4} \]
- Для магния заряды уже равны по модулю:
\[ \mathrm{Mg^{2+}+SO_4^{2-}\rightarrow MgSO_4} \]
- Для алюминия нужны два иона \(\mathrm{Al^{3+}}\) и три сульфат-иона:
\[ 2\cdot(+3)+3\cdot(-2)=0 \]
Поэтому:
\[ \mathrm{Al_2(SO_4)_3} \]
Скобки ставятся, потому что сульфатная группа \(\mathrm{SO_4}\) повторяется три раза.
Обсуждение
6 сообщенийМожешь более подробно все это объяснить
Конечно. Разберём по шагам.
1. Что такое сульфат
Серная кислота имеет формулу:
\[ \mathrm{H_2SO_4} \]
Если от неё мысленно убрать два атома водорода, остаётся кислотный остаток:
\[ \mathrm{SO_4^{2-}} \]
Это сульфат-ион. Его заряд равен \(-2\). В школьных задачах также говорят, что сульфат имеет валентность \(II\).
Соли состоят из:
\[ \text{металл}+\text{кислотный остаток} \]
Формула соли должна быть электрически нейтральной: положительные и отрицательные заряды должны полностью компенсировать друг друга.
2. Сульфат калия
Калий имеет заряд:
\[ \mathrm{K^+} \]
Сульфат имеет заряд:
\[ \mathrm{SO_4^{2-}} \]
Один ион калия даёт заряд \(+1\), а сульфат — \(-2\). Поэтому нужны два иона калия:
\[ 2\cdot(+1)+(-2)=0 \]
Формула:
\[ \boxed{\mathrm{K_2SO_4}} \]
Индекс \(2\) после калия означает, что в формуле два атома калия. Один сульфат записывается без индекса.
3. Сульфат магния
Магний имеет заряд:
\[ \mathrm{Mg^{2+}} \]
Сульфат имеет заряд:
\[ \mathrm{SO_4^{2-}} \]
Заряды равны по величине и противоположны по знаку:
\[ (+2)+(-2)=0 \]
Поэтому достаточно одного иона магния и одного сульфат-иона:
\[ \boxed{\mathrm{MgSO_4}} \]
Единицы в формулах обычно не пишут:
\[ \mathrm{Mg_1(SO_4)_1}=\mathrm{MgSO_4} \]
4. Сульфат алюминия
Алюминий имеет заряд:
\[ \mathrm{Al^{3+}} \]
Сульфат имеет заряд:
\[ \mathrm{SO_4^{2-}} \]
Один ион алюминия и один сульфат не подходят:
\[ +3-2=+1 \]
Нужно подобрать такое количество ионов, чтобы общий заряд стал равен нулю. Наименьшее общее число для \(3\) и \(2\) — это \(6\).
Берём:
- два иона алюминия: \(2\cdot(+3)=+6\);
- три сульфат-иона: \(3\cdot(-2)=-6\).
Проверка:
\[ +6-6=0 \]
Формула:
\[ \boxed{\mathrm{Al_2(SO_4)_3}} \]
Скобки нужны потому, что сульфатная группа \(\mathrm{SO_4}\) повторяется три раза. Индекс \(3\) относится ко всей группе:
\[ \mathrm{Al_2(SO_4)_3} \]
В этой формуле:
- 2 атома алюминия;
- 3 атома серы;
- \(3\cdot4=12\) атомов кислорода.
Удобная таблица
| Металл | Заряд металла | Заряд сульфата | Формула |
|---|---|---|---|
| Калий \(\mathrm{K^+}\) | \(+1\) | \(-2\) | \(\mathrm{K_2SO_4}\) |
| Магний \(\mathrm{Mg^{2+}}\) | \(+2\) | \(-2\) | \(\mathrm{MgSO_4}\) |
| Алюминий \(\mathrm{Al^{3+}}\) | \(+3\) | \(-2\) | \(\mathrm{Al_2(SO_4)_3}\) |
Ответ
\[ \boxed{\mathrm{K_2SO_4,\quad MgSO_4,\quad Al_2(SO_4)_3}} \]
Можно также использовать правило «крест-накрест»: числа зарядов ставят индексами к противоположным элементам, а затем, если возможно, сокращают.
Можешь мне подобный пример придумать чтобы я попробовал решить
Конечно. Попробуй решить похожее задание:
Задание
Составь формулы фосфатов калия, магния и алюминия.
Дано:
\[ \mathrm{PO_4^{3-}} \]
— фосфат-ион, а ионы металлов имеют заряды:
\[ \mathrm{K^+,\ Mg^{2+},\ Al^{3+}} \]
Помни: общий заряд соединения должен быть равен нулю. Если фосфатная группа повторяется несколько раз, используй скобки.
Запиши три формулы и пришли мне — я проверю их.
K3PO4, MG3PO2, AlPO
Почти правильно: \(\mathrm{K_3PO_4}\) — верно, а две формулы нужно исправить.
1. Фосфат калия
\[ \mathrm{K^+} \quad \text{и} \quad \mathrm{PO_4^{3-}} \]
Три иона калия дают заряд \(+3\), который уравновешивает заряд фосфата \(-3\):
\[ \boxed{\mathrm{K_3PO_4}} \]
2. Фосфат магния
Магний имеет заряд \(+2\), фосфат — \(-3\). Наименьшее общее число для 2 и 3 — \(6\):
- \(3\mathrm{Mg^{2+}}\) дают \(+6\);
- \(2\mathrm{PO_4^{3-}}\) дают \(-6\).
Поэтому:
\[ \boxed{\mathrm{Mg_3(PO_4)_2}} \]
Важно: индекс \(2\) относится ко всей группе \(\mathrm{PO_4}\), поэтому нужны скобки. Запись \(\mathrm{Mg_3PO_2}\) неверна: состав фосфат-иона \(\mathrm{PO_4}\) менять нельзя.
3. Фосфат алюминия
Алюминий имеет заряд \(+3\), а фосфат — \(-3\). Один ион каждого вида полностью уравновешивает заряд другого:
\[ (+3)+(-3)=0 \]
Поэтому:
\[ \boxed{\mathrm{AlPO_4}} \]
В записи \(\mathrm{AlPO}\) не хватает индекса \(4\), который входит в состав фосфат-иона.
Правильный ответ
\[ \boxed{\mathrm{K_3PO_4,\quad Mg_3(PO_4)_2,\quad AlPO_4}} \]
И ещё: символ магния пишется \(\mathrm{Mg}\), а не \(\mathrm{MG}\): первая буква заглавная, вторая — строчная.
