Номер 22, страница 11 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

22. Рассчитайте число атомов железа в образце $FeSO_4$ массой 63,0 г.

Дано:

Масса образца сульфата железа(II) $m(\text{FeSO}_4) = 63,0 \text{ г}$

В системе СИ:

$m(\text{FeSO}_4) = 0,0630 \text{ кг}$

Найти:

Число атомов железа $N(\text{Fe}) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить следующие шаги:
1. Рассчитать молярную массу сульфата железа(II) ($FeSO_4$).
2. Найти количество вещества ($n$) $FeSO_4$ в образце.
3. Определить количество вещества ($n$) атомов железа (Fe).
4. Рассчитать число атомов железа ($N$), используя постоянную Авогадро.

1. Молярная масса ($M$) вещества — это масса одного моля этого вещества. Рассчитаем молярную массу $FeSO_4$, используя значения относительных атомных масс ($Ar$) элементов из периодической таблицы, округленные до целых чисел:

$Ar(\text{Fe}) = 56$

$Ar(\text{S}) = 32$

$Ar(\text{O}) = 16$

Молярная масса $FeSO_4$ равна сумме молярных масс входящих в него атомов:

$M(\text{FeSO}_4) = Ar(\text{Fe}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O}) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 56 + 32 + 64 = 152 \text{ г/моль}$.

2. Количество вещества ($n$) можно найти по формуле, связывающей массу ($m$) и молярную массу ($M$):

$n = \frac{m}{M}$

Подставим известные значения:

$n(\text{FeSO}_4) = \frac{63,0 \text{ г}}{152 \text{ г/моль}} \approx 0,41447 \text{ моль}$.

3. Химическая формула $FeSO_4$ показывает, что одна формульная единица сульфата железа(II) содержит один атом железа. Следовательно, в одном моле $FeSO_4$ содержится один моль атомов железа. Таким образом, количество вещества атомов железа равно количеству вещества сульфата железа(II):

$n(\text{Fe}) = n(\text{FeSO}_4) \approx 0,41447 \text{ моль}$.

4. Чтобы найти число атомов ($N$), нужно умножить количество вещества ($n$) на постоянную Авогадро ($N_A = 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$):

$N = n \cdot N_A$

$N(\text{Fe}) = n(\text{Fe}) \cdot N_A \approx 0,41447 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 2,49596 \cdot 10^{23}$.

Масса в условии задачи дана с точностью до трех значащих цифр (63,0 г), поэтому и ответ следует округлить до трех значащих цифр.

$N(\text{Fe}) \approx 2,50 \cdot 10^{23}$.

Ответ: число атомов железа в образце составляет приблизительно $2,50 \cdot 10^{23}$.