Номер 228, страница 49 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

228. Определите число атомов кислорода в образце гидроксида железа(II) массой 3,20 г.

Дано:

масса гидроксида железа(II) $m(\text{Fe(OH)}_2) = 3,20 \text{ г}$

постоянная Авогадро $N_A = 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Перевод в СИ:

$m(\text{Fe(OH)}_2) = 3,20 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

число атомов кислорода $N(\text{O})$

Решение:

1. Химическая формула гидроксида железа(II) — Fe(OH)₂. В каждой формульной единице этого вещества содержится один атом железа (Fe), два атома кислорода (O) и два атома водорода (H).

2. Рассчитаем молярную массу гидроксида железа(II) $M(\text{Fe(OH)}_2)$, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (округлённые до целых чисел):

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

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

$Ar(\text{H}) = 1$

Молярная масса $M$ равна:

$M(\text{Fe(OH)}_2) = Ar(\text{Fe}) + 2 \cdot (Ar(\text{O}) + Ar(\text{H})) = 56 + 2 \cdot (16 + 1) = 56 + 34 = 90 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (число моль) $n$ гидроксида железа(II) в образце массой 3,20 г по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(\text{Fe(OH)}_2) = \frac{m(\text{Fe(OH)}_2)}{M(\text{Fe(OH)}_2)} = \frac{3,20 \text{ г}}{90 \text{ г/моль}} \approx 0,03556 \text{ моль}$.

4. Определим количество вещества атомов кислорода. Так как в одной формульной единице Fe(OH)₂ содержится 2 атома кислорода, то количество вещества атомов кислорода $n(\text{O})$ будет в два раза больше количества вещества Fe(OH)₂:

$n(\text{O}) = 2 \cdot n(\text{Fe(OH)}_2) = 2 \cdot 0,03556 \text{ моль} \approx 0,07112 \text{ моль}$.

5. Вычислим число атомов кислорода $N(\text{O})$, зная количество вещества и постоянную Авогадро $N_A$, по формуле $N = n \cdot N_A$:

$N(\text{O}) = n(\text{O}) \cdot N_A = 0,07112 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 4,281 \cdot 10^{22} \text{ атомов}$.

Округлим полученный результат до трех значащих цифр, так как масса дана с точностью до трех значащих цифр (3,20 г).

Ответ: число атомов кислорода в образце составляет $4,28 \cdot 10^{22}$.