Номер 125, страница 34 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

125. При диссоциации в водном растворе фосфата натрия образовались ионы, суммарное число которых равно $3,01 \cdot 10^{21}$. Рассчитайте массу фосфата натрия в этом растворе.

Дано:

Суммарное число ионов $N_{ионов} = 3,01 \cdot 10^{21}$

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

Найти:

массу фосфата натрия $m(Na_3PO_4)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение диссоциации фосфата натрия ($Na_3PO_4$) в водном растворе. Фосфат натрия является сильной солью и полностью диссоциирует на ионы:

$Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-}$

Из уравнения реакции следует, что при диссоциации одной формульной единицы фосфата натрия образуется 3 иона натрия ($Na^+$) и 1 фосфат-ион ($PO_4^{3-}$). Таким образом, общее число ионов, образующихся из одной формульной единицы соли, равно $3 + 1 = 4$.

2. Зная общее число образовавшихся ионов, найдем количество вещества всех ионов ($ \nu_{ионов} $) по формуле:

$\nu = \frac{N}{N_A}$

$\nu_{ионов} = \frac{N_{ионов}}{N_A} = \frac{3,01 \cdot 10^{21}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 0,5 \cdot 10^{-2} \text{ моль} = 0,005$ моль

3. Согласно стехиометрии уравнения диссоциации, количество вещества ионов в 4 раза больше, чем количество вещества исходного фосфата натрия:

$\nu_{ионов} = 4 \cdot \nu(Na_3PO_4)$

Отсюда выразим и найдем количество вещества фосфата натрия:

$\nu(Na_3PO_4) = \frac{\nu_{ионов}}{4} = \frac{0,005 \text{ моль}}{4} = 0,00125$ моль

4. Рассчитаем молярную массу фосфата натрия ($M(Na_3PO_4)$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: Ar(Na) ≈ 23, Ar(P) ≈ 31, Ar(O) ≈ 16.

$M(Na_3PO_4) = 3 \cdot Ar(Na) + 1 \cdot Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 23 + 31 + 4 \cdot 16 = 69 + 31 + 64 = 164$ г/моль

5. Наконец, рассчитаем массу фосфата натрия в растворе, используя формулу, связывающую массу, количество вещества и молярную массу:

$m = \nu \cdot M$

$m(Na_3PO_4) = \nu(Na_3PO_4) \cdot M(Na_3PO_4) = 0,00125 \text{ моль} \cdot 164 \text{ г/моль} = 0,205$ г

Ответ: масса фосфата натрия в этом растворе составляет 0,205 г.