Номер 1267, страница 195 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1267. Рассчитайте массу атома железа-56. Во сколько раз он тяжелее молекулы воды?

Дано:

Изотоп железа-56 ($^{56}\text{Fe}$)

Молекула воды ($H_2O$)

Относительная атомная масса водорода, $A_r(\text{H}) \approx 1$

Относительная атомная масса кислорода, $A_r(\text{O}) \approx 16$

Атомная единица массы, 1 а.е.м. $\approx 1.66 \times 10^{-27}$ кг

Найти:

$m_a(^{56}\text{Fe})$ - ?

$\frac{m_a(^{56}\text{Fe})}{m_m(H_2O)}$ - ?

Решение:

Рассчитайте массу атома железа-56.

Массу атома можно найти, умножив его относительную атомную массу на значение атомной единицы массы (а.е.м.). Относительная атомная масса изотопа железа-56 ($^{56}\text{Fe}$) приблизительно равна его массовому числу.

Относительная атомная масса железа-56: $A_r(^{56}\text{Fe}) \approx 56$.

Масса одного атома железа-56 ($m_a(^{56}\text{Fe})$) рассчитывается по формуле:

$m_a(^{56}\text{Fe}) = A_r(^{56}\text{Fe}) \times 1 \text{ а.е.м.}$

Подставим значения:

$m_a(^{56}\text{Fe}) = 56 \times 1.66 \times 10^{-27} \text{ кг} = 92.96 \times 10^{-27} \text{ кг} \approx 9.3 \times 10^{-26} \text{ кг}$

Ответ: масса атома железа-56 составляет $92.96 \times 10^{-27}$ кг, или приблизительно $9.3 \times 10^{-26}$ кг.

Во сколько раз он тяжелее молекулы воды?

Чтобы найти, во сколько раз атом железа-56 тяжелее молекулы воды ($H_2O$), нужно найти отношение их масс. Отношение масс будет равно отношению их относительных атомной и молекулярной масс.

Сначала вычислим относительную молекулярную массу воды ($M_r(H_2O)$). Она равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в ее состав:

$M_r(H_2O) = 2 \times A_r(H) + 1 \times A_r(O) = 2 \times 1 + 16 = 18$

Теперь найдем искомое отношение масс:

$\frac{m_a(^{56}\text{Fe})}{m_m(H_2O)} = \frac{A_r(^{56}\text{Fe})}{M_r(H_2O)}$

Подставим значения:

$\frac{56}{18} \approx 3.11$

Ответ: атом железа-56 тяжелее молекулы воды примерно в 3.11 раза.