Номер 140, страница 37 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

140. Ионы $SO_4^{2-}$ каким химическим количеством присутствуют в водном растворе, содержащем сульфат алюминия массой 240 г?

Дано:

Масса сульфата алюминия $m(Al_2(SO_4)_3) = 240 \text{ г}$

Найти:

Химическое количество ионов $SO_4^{2-}$, $n(SO_4^{2-})$ — ?

Решение:

1. Первым шагом определим молярную массу сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$). Она вычисляется как сумма атомных масс всех атомов в молекуле. Используем значения относительных атомных масс (Ar) из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, округленные до целых чисел:

$Ar(Al) = 27$

$Ar(S) = 32$

$Ar(O) = 16$

Молярная масса ($M$) сульфата алюминия будет равна:

$M(Al_2(SO_4)_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O))$

$M(Al_2(SO_4)_3) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 54 + 3 \cdot (32 + 64) = 54 + 3 \cdot 96 = 54 + 288 = 342 \text{ г/моль}$.

2. Далее вычислим химическое количество (число молей) сульфата алюминия, содержащееся в 240 г, по формуле $n = m/M$:

$n(Al_2(SO_4)_3) = \frac{m(Al_2(SO_4)_3)}{M(Al_2(SO_4)_3)} = \frac{240 \text{ г}}{342 \text{ г/моль}} \approx 0,70175 \text{ моль}$.

3. Сульфат алюминия является сильным электролитом и в водном растворе полностью диссоциирует на ионы. Запишем уравнение диссоциации:

$Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-}$

4. Из стехиометрических коэффициентов в уравнении диссоциации следует, что из 1 моль сульфата алюминия образуется 3 моль сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$). Следовательно, химическое количество сульфат-ионов в 3 раза больше химического количества исходной соли.

$n(SO_4^{2-}) = 3 \cdot n(Al_2(SO_4)_3)$

5. Подставим вычисленное значение $n(Al_2(SO_4)_3)$:

$n(SO_4^{2-}) = 3 \cdot 0,70175 \text{ моль} \approx 2,10525 \text{ моль}$.

Округлим полученное значение до сотых.

Ответ: химическое количество ионов $SO_4^{2-}$ составляет $2,11 \text{ моль}$.