Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 197

Строение Земли включает несколько оболочек: внутреннее ядро, внешнее жидкое ядро, мантию и земную кору. Эти слои различаются по составу, плотности и температуре.

Внутреннее ядро состоит из железа и никеля, оно твёрдое из-за высокого давления при температуре около 4000–5000 °C. Внешнее ядро — жидкое, также состоит из железа.

Мантия окружает ядро и занимает около 83 % объёма Земли. Она состоит из плотных силикатов, содержащих железо, магний, кальций, алюминий и другие элементы. Основные химические элементы мантии — кремний, кислород, магний, железо.

Земная кора — самая верхняя твёрдая оболочка, состоит из горных пород. В её составе преобладают: кислород (46 %), кремний (28 %), алюминий (8 %), железо (5 %), кальций (4 %), натрий (3 %), калий (2 %) и магний (2 %) — это видно на рисунке 99.

Атмосфера — воздушная оболочка, где основными элементами являются неметаллы: азот (78 %), кислород (21 %), углекислый газ (0,03 %) и другие газы (рис. 102).

Гидросфера — водная оболочка, включающая океаны, моря, реки. Главные химические элементы: кислород (85,45 %) и водород (10,63 %), входящие в состав воды. Также содержатся хлор (2,06 %) и натрий (1,14 %) (рис. 101).

Минералы — это природные твёрдые тела, образовавшиеся в результате геологических процессов. Они имеют определённый химический состав и кристаллическую структуру. Минералы входят в состав горных пород.

Осадочные горные породы — это породы, образовавшиеся на поверхности Земли в результате разрушения других пород, осаждения частиц, химических реакций или накопления остатков живых организмов. Бывают неорганические (песок, глина) и органические (уголь, мел, известняк, торф).

Для выполнения части задания с минералами воспользуемся сайтом Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана.

Пять минералов из коллекции музея:

6. Кварц (SiO₂) — один из самых распространённых на Земле.

7. Гематит (Fe₂O₃) — руда для получения железа.

8. Куприт (Cu₂O) — источник меди.

9. Пирит (FeS₂) — «золото дураков», используется в химической промышленности.

10. Галит (NaCl) — каменная соль, широко применяется в пищевой и химической промышленности.

Гидросфера включает всю воду на Земле: океаны, моря, реки, озёра, ледники, подземные воды. Основу гидросферы составляет вода (H₂O), а значит, её основными элементами являются кислород (85,45 %) и водород (10,63 %) — см. рисунок 101.

Помимо этих элементов, в воде Мирового океана содержатся и другие химические элементы в виде растворённых солей. Преобладают:

• хлор (2,06 %) в составе ионов Cl⁻,

• натрий (1,14 %) в виде ионов Na⁺,

• также встречаются магний, кальций, калий, бром, сера и другие элементы в меньших количествах.

Эти элементы входят в состав морской соли и других соединений, растворённых в воде, и играют важную роль в формировании химического состава морской воды.

Атмосфера — это воздушная оболочка Земли, состоящая из смеси газов. Основными компонентами атмосферного воздуха являются:

• азот (N₂) — 78 %,

• кислород (O₂) — 21 %,

• аргон — около 0,93 %,

• углекислый газ (CO₂) — около 0,03 %,

• другие газы (неон, гелий, метан, водород и др.) — менее 0,1 %.

Также в воздухе могут содержаться переменные компоненты: водяной пар, пыль, микроорганизмы, оксиды азота и серы.

Азот и кислород являются постоянными компонентами. Азот нужен растениям, а кислород — всем живым существам для дыхания. Углекислый газ участвует в фотосинтезе.

Верхние слои атмосферы содержат озон (O₃), защищающий Землю от ультрафиолетового излучения.

Состав атмосферного воздуха показан на рисунке 102.

Массовая доля вещества рассчитывается по формуле:

ω (массовая доля) = (m_вещества / m_раствора) × 100 %

В данном случае:

масса соли (растворённого вещества) = 490 г,

масса воды = 1 л = 1000 г,

масса раствора = 1000 г + 490 г = 1490 г.

Теперь подставим в формулу:

ω = (490 г / 1490 г) × 100 % ≈ 32,89 %

Ответ: массовая доля солей в воде Мёртвого моря составляет примерно 32,9 %.

Для определения химической формулы по массовым долям нужно найти мольное соотношение элементов.

2. Найдём количество вещества каждого элемента в 100 г вещества:

• Калий (K): 58,2 г / 39 г/моль ≈ 1,49 моль

• Алюминий (Al): 13,4 г / 27 г/моль ≈ 0,50 моль

• Фтор (F): 28,4 г / 19 г/моль ≈ 1,49 моль

3. Делим все количества на наименьшее (0,50):

• Калий: 1,49 / 0,50 ≈ 3

• Алюминий: 0,50 / 0,50 = 1

• Фтор: 1,49 / 0,50 ≈ 3

4. Получаем соотношение атомов: K₃AlF₆

Ответ: формула криолита — K₃AlF₆

Для решения проблемы нехватки пресной воды в районах, где имеются большие запасы морской воды, используют различные способы опреснения. Вот основные методы:

5. Перегонка (дистилляция) — нагревание морской воды до кипения с последующей конденсацией пара. Соль остаётся в испарителе, а конденсат — это пресная вода. Метод эффективен, но требует много энергии.

6. Обратный осмос — современный метод, основанный на пропускании воды через полупроницаемую мембрану под давлением. Мембрана задерживает соли и другие примеси, а проходит только молекулы воды. Метод широко используется и экономичнее перегонки.

7. Замораживание — при замораживании сначала образуется лёд из чистой воды, а соли остаются в растворе. После отделения и растапливания льда получают пресную воду. Метод менее распространён из-за сложности в промышленном применении.

8. Испарение с использованием солнечной энергии — вода испаряется в специальных установках (солнечные дистилляторы), затем конденсируется и собирается. Это экологически чистый, но медленный способ.

Вывод: на практике чаще всего применяют обратный осмос и дистилляцию, особенно в прибрежных странах с тёплым климатом, таких как государства Северной Африки и Ближнего Востока.