Номер 618, страница 105 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

618. Какое число атомов содержится в:

а) 3 формульных единицах $ \text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} $;

б) 8 формульных единицах $ \text{Na}_2\text{CO}_3 \cdot 10\text{H}_2\text{O} $;

в) 100 г $ \text{CaSO}_4 \cdot 2\text{H}_2\text{O} $;

г) 580 мг $ \text{KOH} \cdot 2\text{H}_2\text{O} $;

д) 2,44 моль $ \text{CoCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O} $;

е) 460 ммоль $ \text{Ba(OH)}_2 \cdot 8\text{H}_2\text{O} $?

а) 3 формульных единицах медного купороса;

Химическая формула медного купороса (пентагидрата сульфата меди(II)) — $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

Сначала посчитаем количество атомов в одной формульной единице:

• 1 атом меди (Cu)
• 1 атом серы (S)
• 4 атома кислорода (O) в сульфат-ионе
• $5 \cdot 2 = 10$ атомов водорода (H) в молекулах воды
• $5 \cdot 1 = 5$ атомов кислорода (O) в молекулах воды

Всего в одной формульной единице: $1 + 1 + 4 + 10 + 5 = 21$ атом.

В трех формульных единицах медного купороса содержится: $3 \cdot 21 = 63$ атома.

Ответ: 63 атома.

б) 8 формульных единицах кристаллической соды;

Химическая формула кристаллической соды (декагидрата карбоната натрия) — $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$.

Сначала посчитаем количество атомов в одной формульной единице:

• 2 атома натрия (Na)
• 1 атом углерода (C)
• 3 атома кислорода (O) в карбонат-ионе
• $10 \cdot 2 = 20$ атомов водорода (H) в молекулах воды
• $10 \cdot 1 = 10$ атомов кислорода (O) в молекулах воды

Всего в одной формульной единице: $2 + 1 + 3 + 20 + 10 = 36$ атомов.

В восьми формульных единицах кристаллической соды содержится: $8 \cdot 36 = 288$ атомов.

Ответ: 288 атомов.

в) 100 г гипса;

Дано:

$m(CaSO_4 \cdot 2H_2O) = 100 \text{ г}$

Перевод в СИ:

$m = 0,1 \text{ кг}$

Найти:

$N(\text{атомов}) - ?$

Решение:

1. Химическая формула гипса (дигидрата сульфата кальция): $CaSO_4 \cdot 2H_2O$.

2. Количество атомов в одной формульной единице гипса: $1 \text{ (Ca)} + 1 \text{ (S)} + 4 \text{ (O)} + 2 \cdot (2 \text{ (H)} + 1 \text{ (O)}) = 1 + 1 + 4 + 4 + 2 = 12$ атомов.

3. Молярная масса гипса: $M(CaSO_4 \cdot 2H_2O) = Ar(Ca) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) + 2 \cdot M(H_2O) = 40 + 32 + 4 \cdot 16 + 2 \cdot 18 = 172 \text{ г/моль}$.

4. Количество вещества гипса: $n = \frac{m}{M} = \frac{100 \text{ г}}{172 \text{ г/моль}} \approx 0,5814 \text{ моль}$.

5. Общее число атомов. Используем постоянную Авогадро $N_A \approx 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$. $N(\text{атомов}) = n \cdot N_A \cdot (\text{число атомов в ф.е.}) = 0,5814 \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \cdot 12 \approx 4,20 \cdot 10^{24}$ атомов.

Ответ: $4,20 \cdot 10^{24}$ атомов.

г) 580 мг дигидрата гидроксида калия;

Дано:

$m(KOH \cdot 2H_2O) = 580 \text{ мг}$

Перевод в СИ:

$m = 580 \cdot 10^{-6} \text{ кг} = 5,8 \cdot 10^{-4} \text{ кг}$

Найти:

$N(\text{атомов}) - ?$

Решение:

1. Химическая формула дигидрата гидроксида калия: $KOH \cdot 2H_2O$.

2. Количество атомов в одной формульной единице: $1 \text{ (K)} + 1 \text{ (O)} + 1 \text{ (H)} + 2 \cdot (2 \text{ (H)} + 1 \text{ (O)}) = 1 + 1 + 1 + 4 + 2 = 9$ атомов.

3. Молярная масса: $M(KOH \cdot 2H_2O) = M(KOH) + 2 \cdot M(H_2O) = (39 + 16 + 1) + 2 \cdot 18 = 56 + 36 = 92 \text{ г/моль}$.

4. Количество вещества: $n = \frac{m}{M} = \frac{0,580 \text{ г}}{92 \text{ г/моль}} \approx 0,006304 \text{ моль}$.

5. Общее число атомов: $N(\text{атомов}) = n \cdot N_A \cdot (\text{число атомов в ф.е.}) = 0,006304 \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \cdot 9 \approx 3,42 \cdot 10^{22}$ атомов.

Ответ: $3,42 \cdot 10^{22}$ атомов.

д) 2,44 моль гексагидрата хлорида кобальта(II);

Дано:

$n(CoCl_2 \cdot 6H_2O) = 2,44 \text{ моль}$

Количество вещества (моль) является единицей СИ, перевод не требуется.

Найти:

$N(\text{атомов}) - ?$

Решение:

1. Химическая формула гексагидрата хлорида кобальта(II): $CoCl_2 \cdot 6H_2O$.

2. Количество атомов в одной формульной единице: $1 \text{ (Co)} + 2 \text{ (Cl)} + 6 \cdot (2 \text{ (H)} + 1 \text{ (O)}) = 1 + 2 + 12 + 6 = 21$ атом.

3. Общее число атомов: $N(\text{атомов}) = n \cdot N_A \cdot (\text{число атомов в ф.е.}) = 2,44 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \cdot 21 \approx 3,09 \cdot 10^{25}$ атомов.

Ответ: $3,09 \cdot 10^{25}$ атомов.

е) 460 ммоль октагидрата гидроксида бария?

Дано:

$n(Ba(OH)_2 \cdot 8H_2O) = 460 \text{ ммоль}$

Перевод в СИ:

$n = 460 \cdot 10^{-3} \text{ моль} = 0,460 \text{ моль}$

Найти:

$N(\text{атомов}) - ?$

Решение:

1. Химическая формула октагидрата гидроксида бария: $Ba(OH)_2 \cdot 8H_2O$.

2. Количество атомов в одной формульной единице: $1 \text{ (Ba)} + 2 \cdot (1 \text{ (O)} + 1 \text{ (H)}) + 8 \cdot (2 \text{ (H)} + 1 \text{ (O)}) = 1 + 2 + 2 + 16 + 8 = 29$ атомов.

3. Общее число атомов: $N(\text{атомов}) = n \cdot N_A \cdot (\text{число атомов в ф.е.}) = 0,460 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \cdot 29 \approx 8,03 \cdot 10^{24}$ атомов.

Ответ: $8,03 \cdot 10^{24}$ атомов.