Номер 32, страница 12 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

32. В образце оксида хлора массой 366 мг содержится $8,43 \cdot 10^{21}$ атомов кислорода. Установите формулу этого оксида хлора.

Дано:

Масса образца оксида хлора $m(Cl_xO_y) = 366 \text{ мг}$

Число атомов кислорода $N(O) = 8,43 \cdot 10^{21}$

Перевод в стандартные единицы (граммы):

$m(Cl_xO_y) = 366 \text{ мг} = 0,366 \text{ г}$

Найти:

Формулу оксида хлора ($Cl_xO_y$)

Решение:

Для установления формулы оксида $Cl_xO_y$ необходимо найти соотношение индексов $x$ и $y$, которое равно соотношению количеств вещества (в молях) атомов хлора и кислорода.

1. Найдем количество вещества атомов кислорода $n(O)$, используя постоянную Авогадро $N_A \approx 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

$n(O) = \frac{N(O)}{N_A}$

$n(O) = \frac{8,43 \cdot 10^{21}}{6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 0,014 \text{ моль}$

2. Рассчитаем массу кислорода $m(O)$ в образце, зная его молярную массу $M(O) = 16 \text{ г/моль}$.

$m(O) = n(O) \cdot M(O)$

$m(O) \approx 0,014 \text{ моль} \cdot 16 \text{ г/моль} = 0,224 \text{ г}$

3. Определим массу хлора $m(Cl)$ в образце, вычитая массу кислорода из общей массы оксида.

$m(Cl) = m(Cl_xO_y) - m(O)$

$m(Cl) = 0,366 \text{ г} - 0,224 \text{ г} = 0,142 \text{ г}$

4. Найдем количество вещества атомов хлора $n(Cl)$, используя его молярную массу $M(Cl) = 35,5 \text{ г/моль}$.

$n(Cl) = \frac{m(Cl)}{M(Cl)}$

$n(Cl) = \frac{0,142 \text{ г}}{35,5 \text{ г/моль}} = 0,004 \text{ моль}$

5. Установим соотношение количеств веществ атомов хлора и кислорода, чтобы найти индексы в формуле.

$x : y = n(Cl) : n(O)$

$x : y \approx 0,004 : 0,014$

6. Для получения простейших целочисленных соотношений разделим оба значения на наименьшее из них (0,004).

$x : y \approx \frac{0,004}{0,004} : \frac{0,014}{0,004}$

$x : y \approx 1 : 3,5$

7. Поскольку индексы в химической формуле должны быть целыми числами, умножим полученное соотношение на 2.

$x : y = (1 \cdot 2) : (3,5 \cdot 2) = 2 : 7$

Таким образом, формула оксида хлора — $Cl_2O_7$.

Ответ: $Cl_2O_7$