Реши задание на изображении

Правильный ответ: Нет.

Углекислый газ — это $\mathrm{CO_2}$. Считаем:

$$M_r(\mathrm{CO_2}) = 12 + 2\cdot 16 = 44$$

$$\omega(\mathrm{C}) = \frac{12}{44}\cdot 100% \approx 27{,}3%$$

$$\omega(\mathrm{O}) = \frac{32}{44}\cdot 100% \approx 72{,}7%$$

Ученик, судя по всему, перепутал числитель и получил долю кислорода — примерно 73%, а не углерода. Значит, задача решена неверно, выбираем «Нет».

Как не ошибиться в следующих заданиях

Порядок действий для любого вещества:

1. Найди $M_r$ — сложи все атомные массы с учётом индексов: $12 + 2\cdot16 = 44$.
2. Возьми массу только нужного элемента: углерод — $12$ (один атом), кислород — $32$ ($2\cdot16$).
3. Раздели на всю молекулу: $\frac{12}{44}$, а не наоборот.
4. Умножь на 100% и проверь себя: сумма долей всех элементов должна дать 100%.

Ещё одна проверка на здравый смысл: в $\mathrm{CO_2}$ кислорода два атома и он тяжелее углерода, поэтому его доля заведомо больше половины. Значит, 73% «достаётся» именно кислороду, а углероду — оставшиеся ~27%. 👍

Правильный ответ: Маша.

Угарный газ — $\mathrm{CO}$, считаем:

$$M_r(\mathrm{CO}) = 12 + 16 = 28$$

$$\omega(\mathrm{C}) = \frac{12}{28}\cdot 100% \approx 42{,}9% \approx 43%$$

Значит, права Маша. У Даши (50%) явно ошибка: она, скорее всего, взяла кислород «такой же по массе», как углерод, или посчитала $M_r = 12 + 12 = 24$, то есть забыла, что $A_r(\mathrm{O}) = 16$.

Почему третий вариант неверный

Третий вариант («обе решили правильно, так как массовая доля может изменяться в зависимости от условий») — ловушка. Массовая доля элемента в конкретном веществе с заданной формулой — величина постоянная: она зависит только от формулы и атомных масс, но не от температуры, давления или агрегатного состояния. У $\mathrm{CO}$ углерода всегда ~43%, у $\mathrm{CO_2}$ — ~27%. Меняется доля только тогда, когда меняется сама формула, то есть берут другое вещество.

Мини-проверка

Для сравнения:

Чем «тяжелее» остальная часть молекулы, тем меньше доля углерода. Это удобный способ быстро отсеивать неверные числа. 👍

Правильный ответ: 94% (третий вариант).

Считаем по тому же принципу, что и раньше. Сероводород — $\mathrm{H_2S}$:

$$M_r(\mathrm{H_2S}) = 2\cdot 1 + 32 = 34$$

$$\omega(\mathrm{S}) = \frac{32}{34}\cdot 100% \approx 94{,}1% \approx 94%$$

Проверка остальных чисел

• $66%$ — не подходит: столько примерно дал бы вариант с ошибкой в $M_r$.
• $90%$ — близко, но неверно: так получается, если взять $32/35{,}5$ или округлить $A_r(\mathrm{S})$ неудачно.
• $94%$ — верно: $32/34 \approx 0{,}941$.
• $96%$ — слишком много: это уже почти вся масса молекулы, а на два атома водорода всё же приходится ~6%.

Проверка суммы: $\omega(\mathrm{H}) = \frac{2}{34}\approx 5{,}9%$, тогда $94{,}1 + 5{,}9 = 100%$ ✓

Короткое правило для этого блока: масса нужного элемента (с учётом индекса) делится на всю $M_r$ вещества, результат умножается на 100%. Здесь индекса у серы нет, поэтому в числителе просто 32. 👍

Это продолжение той же темы (массовая доля элемента в веществе), так что считаем так же.

Правильный ответ: «Доля марганца в оксиде марганца (II) больше» — третий вариант.

Расчёт

Оксид марганца (II) — $\mathrm{MnO}$, $A_r(\mathrm{Mn}) = 55$:

$$M_r(\mathrm{MnO}) = 55 + 16 = 71$$

$$\omega(\mathrm{Mn}) = \frac{55}{71}\cdot 100% \approx 77{,}5%$$

Оксид марганца (IV) — $\mathrm{MnO_2}$:

$$M_r(\mathrm{MnO_2}) = 55 + 2\cdot 16 = 87$$

$$\omega(\mathrm{Mn}) = \frac{55}{87}\cdot 100% \approx 63{,}2%$$

Вывод

$$77{,}5% > 63{,}2%$$

В обоих оксидах масса марганца в числителе одинакова (55), а вот $M_r$ разная: в $\mathrm{MnO_2}$ добавляется второй атом кислорода, знаменатель растёт — доля марганца падает.

Проверка: $\omega(\mathrm{O})$ в $\mathrm{MnO}$ $= 16/71 \approx 22{,}5%$, сумма $77{,}5 + 22{,}5 = 100%$ ✓. В $\mathrm{MnO_2}$: $32/87 \approx 36{,}8%$, и $63{,}2 + 36{,}8 = 100%$ ✓.

Дополнительный аргумент: чем больше кислорода в формуле при том же одном атоме марганца, тем меньше его доля — поэтому $\mathrm{MnO}$ «выигрывает». 👍

Это продолжение той же темы — массовая доля элемента, так что считаем так же.

Правильный ответ: последний вариант — «В дисульфиде меди (II) атомов серы в два раза больше, чем атомов меди».

Расчёт

$\mathrm{CuS_2}$: один атом меди и два атома серы.

$$M_r(\mathrm{CuS_2}) = 64 + 2\cdot 32 = 128$$

$$\omega(\mathrm{Cu}) = \frac{64}{128}\cdot 100% = 50%$$

$$\omega(\mathrm{S}) = \frac{2\cdot 32}{128}\cdot 100% = \frac{64}{128}\cdot 100% = 50%$$

Действительно, у Ивана и у Антона получилось по 50% — поэтому ответы совпали.

Почему именно так

Один атом серы по массе вдвое легче одного атома меди ($32$ против $64$). Но в формуле $\mathrm{CuS_2}$ серы вдвое больше по числу атомов (индекс 2). Эти два «вдвое» компенсируют друг друга:

$$\underbrace{1 \cdot 64}{\text{вся медь}} = \underbrace{2 \cdot 32}{\text{вся сера}} = 64$$

Массы меди и серы в молекуле равны, значит и доли равны — по 50%.

Разбор остальных вариантов

Короткое правило: сравнивай не только массы атомов, но и их число в формуле — массовая доля учитывает оба множителя. 👍