Номер 184, страница 41 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

184. Какое число атомов водорода содержится в фосфорной кислоте массой 7,50 кг?

Дано:

Масса фосфорной кислоты $m(H_3PO_4) = 7,50 \text{ кг}$

Масса $m = 7,50 \text{ кг}$ уже дана в единицах системы СИ.

Найти:

Число атомов водорода $N(H)$

Решение:

Для нахождения числа атомов водорода в заданной массе фосфорной кислоты необходимо сначала найти количество вещества (моль) фосфорной кислоты, а затем, используя число Авогадро, рассчитать число молекул и, соответственно, число атомов водорода.

1. Химическая формула фосфорной (ортофосфорной) кислоты — $H_3PO_4$.

2. Рассчитаем молярную массу фосфорной кислоты $M(H_3PO_4)$, используя округленные значения относительных атомных масс элементов из периодической таблицы: $A_r(H) \approx 1$, $A_r(P) \approx 31$, $A_r(O) \approx 16$.

$M(H_3PO_4) = 3 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(P) + 4 \cdot A_r(O) = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$.

Для согласования единиц с массой, данной в килограммах, переведем молярную массу в кг/моль:

$M = 98 \text{ г/моль} = 0,098 \text{ кг/моль}$.

3. Найдем количество вещества ($\nu$) фосфорной кислоты по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(H_3PO_4) = \frac{7,50 \text{ кг}}{0,098 \text{ кг/моль}} \approx 76,53 \text{ моль}$.

4. Общее число атомов водорода $N(H)$ можно найти по формуле $N(H) = \nu \cdot N_A \cdot i$, где $N_A$ — постоянная Авогадро ($N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$), а $i$ — число атомов водорода в одной молекуле $H_3PO_4$.

Из формулы $H_3PO_4$ видно, что $i=3$.

Подставим все значения в формулу:

$N(H) = 76,53 \text{ моль} \cdot (6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}) \cdot 3 \approx 1,382 \cdot 10^{26}$ атомов.

Округляя результат до трех значащих цифр (согласно данным задачи), получаем $1,38 \cdot 10^{26}$.

Ответ: в 7,50 кг фосфорной кислоты содержится $1,38 \cdot 10^{26}$ атомов водорода.