Номер 273, страница 55 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

273. Рассчитайте число атомов железа в составе навески железного купороса $\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}$ массой 320 мг.

Дано:

Масса навески железного купороса $m(\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = 320 \text{ мг}$

$m(\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = 320 \text{ мг} = 0.32 \text{ г}$

Найти:

Число атомов железа $N(\text{Fe})$

Решение:

1. Для нахождения числа атомов сначала необходимо рассчитать молярную массу кристаллогидрата сульфата железа(II) (железного купороса) $FeSO_4 \cdot 7H_2O$. Для этого используем относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева, округленные до целых значений:

$Ar(\text{Fe}) = 56$, $Ar(\text{S}) = 32$, $Ar(\text{O}) = 16$, $Ar(\text{H}) = 1$.

Молярная масса $M$ соединения рассчитывается как сумма молярных масс всех атомов, входящих в его состав:

$M(\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = Ar(\text{Fe}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O}) + 7 \cdot (2 \cdot Ar(\text{H}) + Ar(\text{O}))$

$M(\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 + 7 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 152 + 7 \cdot 18 = 152 + 126 = 278 \text{ г/моль}$.

2. Теперь найдем количество вещества ($\nu$) железного купороса в навеске массой 0.32 г, используя формулу $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = \frac{0.32 \text{ г}}{278 \text{ г/моль}}$.

3. Согласно химической формуле $FeSO_4 \cdot 7H_2O$, в одной формульной единице кристаллогидрата содержится один атом железа (Fe). Это означает, что количество вещества атомов железа равно количеству вещества самого железного купороса:

$\nu(\text{Fe}) = \nu(\text{FeSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = \frac{0.32}{278} \text{ моль}$.

4. Наконец, рассчитаем число атомов железа $N(\text{Fe})$, умножив количество вещества на постоянную Авогадро $N_A \approx 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$. Формула для расчета: $N = \nu \cdot N_A$.

$N(\text{Fe}) = \frac{0.32}{278} \text{ моль} \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 6.93 \cdot 10^{20} \text{ атомов}$.

Ответ: число атомов железа в навеске составляет приблизительно $6.93 \cdot 10^{20}$.