Задание 18: Вычисление массовой доли химического элемента в веществе

Типичная формулировка звучит так: «Вычислите в процентах массовую долю [элемента] в [название вещества]. Запишите число с точностью до целых» или «...до десятых». Вещество указывается словесно (например, «фосфат натрия», «сульфат железа(II)», «карбонат кальция»), поэтому первым шагом всегда нужно самостоятельно записать химическую формулу.

…

• Относительная атомная масса $A_r$ — табличная величина для каждого элемента, указана в таблице Менделеева (округляется до целых чисел, если в условии не сказано иначе).
• Относительная молекулярная (формульная) масса вещества $M_r$ — сумма произведений атомных масс всех элементов на их индексы в формуле: $$M_r = \sum A_r(X_i) \cdot n_i$$
• Массовая доля элемента $X$ в веществе — это отношение массы данного элемента к общей массе вещества, выраженное в процентах: $$w(X) = \dfrac{A_r(X) \cdot n}{M_r(\text{вещества})} \cdot 100\%$$ где $n$ — число атомов элемента $X$ в формуле вещества.
• Сумма массовых долей всех элементов в веществе равна 100%: $\sum w(X_i) = 100\%$. Это удобно для проверки ответа.
• Нужно уверенно знать формулы кислотных остатков и валентности типичных ионов: сульфат $SO_4^{2-}$, карбонат $CO_3^{2-}$, фосфат $PO_4^{3-}$, нитрат $NO_3^{-}$, хлорид $Cl^{-}$, гидроксид $OH^{-}$ и другие, чтобы правильно составить формулу по названию вещества.
• Правило составления формулы соли: индексы расставляются так, чтобы суммарный заряд катионов и анионов был равен нулю (метод «крест-накрест»).

1. По названию вещества составить его химическую формулу, используя известные валентности и заряды ионов, соблюдая правило электронейтральности.
2. Выписать значения относительных атомных масс всех элементов, входящих в формулу, из таблицы Менделеева (округляя до целых чисел).
3. Вычислить относительную молекулярную (формульную) массу вещества $M_r$, умножая атомную массу каждого элемента на его индекс в формуле и складывая результаты.
4. Определить, сколько атомов искомого элемента содержится в формуле (индекс $n$), и вычислить его массовую долю по формуле: $$w(X)=\dfrac{A_r(X)\cdot n}{M_r}\cdot100\%$$
5. Округлить полученное число до требуемой в условии точности (обычно до целых) и записать ответ без знака процента, если иное не указано.