Номер 683, страница 114 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

683. Какое химическое количество ионов $SO_4^{2-}$ присутствует в растворе, содержащем сульфат калия массой 7,20 г?

Дано:

Масса сульфата калия $m(K_2SO_4) = 7,20$ г.

Найти:

Химическое количество ионов $SO_4^{2-}$, $n(SO_4^{2-})$ — ?

Решение:

1. Для нахождения химического количества ионов $SO_4^{2-}$ сначала необходимо определить химическое количество сульфата калия ($K_2SO_4$), содержащегося в растворе.

Химическое количество вещества ($n$) находится по формуле: $n = \frac{m}{M}$ где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса.

2. Рассчитаем молярную массу сульфата калия $M(K_2SO_4)$. Она складывается из молярных масс атомов, входящих в состав молекулы. Используем значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева: $Ar(K) = 39$ а.е.м., $Ar(S) = 32$ а.е.м., $Ar(O) = 16$ а.е.м.

$M(K_2SO_4) = 2 \cdot Ar(K) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 39 + 32 + 4 \cdot 16 = 78 + 32 + 64 = 174$ г/моль.

3. Теперь можем рассчитать химическое количество сульфата калия:

$n(K_2SO_4) = \frac{m(K_2SO_4)}{M(K_2SO_4)} = \frac{7,20 \text{ г}}{174 \text{ г/моль}} \approx 0,041379$ моль.

4. Сульфат калия является сильным электролитом и в водном растворе полностью диссоциирует на ионы по следующему уравнению:

$K_2SO_4 \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-}$

Из уравнения реакции видно, что при диссоциации 1 моль сульфата калия образуется 1 моль сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$). Следовательно, их химические количества равны:

$n(SO_4^{2-}) = n(K_2SO_4)$

$n(SO_4^{2-}) \approx 0,041379$ моль.

5. Округлим полученное значение до трех значащих цифр, так как исходная масса дана с точностью до трех значащих цифр (7,20).

$n(SO_4^{2-}) \approx 0,0414$ моль.

Ответ: химическое количество ионов $SO_4^{2-}$ в растворе составляет 0,0414 моль.