Номер 455, страница 83 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

455. Плотность кристаллического фторида калия равна $2480 \text{ г/дм}^3$. Какой объём занимает фторид калия химическим количеством 50 ммоль? Какое число электронов содержится в такой порции фторида калия?

Дано:

Плотность фторида калия ($KF$), $\rho = 2480 \text{ г/дм}^3$

Химическое количество фторида калия, $n = 50 \text{ ммоль}$

Постоянная Авогадро, $N_A \approx 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Перевод в СИ и другие удобные единицы:

$\rho = 2480 \frac{\text{г}}{\text{дм}^3} = 2480 \frac{10^{-3} \text{ кг}}{(10^{-1} \text{ м})^3} = 2480 \text{ кг/м}^3$. Также, $1 \text{ дм}^3 = 1000 \text{ см}^3$, поэтому $\rho = 2.48 \text{ г/см}^3$.

$n = 50 \text{ ммоль} = 50 \cdot 10^{-3} \text{ моль} = 0.05 \text{ моль}$.

Найти:

1. Объём фторида калия, $V$ - ?

2. Число электронов, $N_e$ - ?

Решение:

Какой объём занимает фторид калия химическим количеством 50 ммоль?

1. Для нахождения объёма воспользуемся формулой плотности: $\rho = \frac{m}{V}$, откуда объём $V = \frac{m}{\rho}$. Для этого сначала необходимо найти массу ($m$) данной порции фторида калия.

2. Массу можно найти через химическое количество ($n$) и молярную массу ($M$) вещества по формуле $m = n \cdot M$.

3. Рассчитаем молярную массу фторида калия ($KF$). Используя периодическую таблицу элементов, находим молярные массы калия (K) и фтора (F):
$M(\text{K}) \approx 39.1 \text{ г/моль}$
$M(\text{F}) \approx 19.0 \text{ г/моль}$
$M(\text{KF}) = M(\text{K}) + M(\text{F}) = 39.1 + 19.0 = 58.1 \text{ г/моль}$.

4. Теперь рассчитаем массу фторида калия:
$m = n \cdot M(\text{KF}) = 0.05 \text{ моль} \cdot 58.1 \text{ г/моль} = 2.905 \text{ г}$.

5. Наконец, рассчитаем объём, используя плотность в г/см³ для удобства:
$V = \frac{m}{\rho} = \frac{2.905 \text{ г}}{2.48 \text{ г/см}^3} \approx 1.171 \text{ см}^3$.

Ответ: объём фторида калия составляет примерно $1.17 \text{ см}^3$.

Какое число электронов содержится в такой порции фторида калия?

1. Сначала определим, сколько электронов содержится в одной формульной единице фторида калия ($KF$). Для этого обратимся к порядковым номерам элементов в периодической таблице, которые равны числу протонов и, для нейтрального атома, числу электронов.
Калий (K) имеет порядковый номер 19, следовательно, в атоме калия 19 электронов.
Фтор (F) имеет порядковый номер 9, следовательно, в атоме фтора 9 электронов.
Общее число электронов в одной формульной единице $KF$ равно: $19 + 9 = 28$ электронов.

2. Далее найдём общее число формульных единиц ($N$) фторида калия в порции вещества, используя постоянную Авогадро $N_A$:
$N = n \cdot N_A = 0.05 \text{ моль} \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 3.011 \cdot 10^{22}$ формульных единиц.

3. Чтобы найти общее число электронов ($N_e$), умножим число формульных единиц на количество электронов в каждой из них:
$N_e = N \cdot 28 = (3.011 \cdot 10^{22}) \cdot 28 \approx 84.308 \cdot 10^{22} = 8.4308 \cdot 10^{23}$ электронов.

Ответ: в данной порции фторида калия содержится примерно $8.43 \cdot 10^{23}$ электронов.