Номер 160, страница 40 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

160. Рассчитайте число сульфат-ионов, содержащихся в растворе массой 80,0 г с массовой долей сульфата алюминия, равной 0,0750.

Дано:

$m(р-ра) = 80,0 \text{ г}$

$\omega(Al_2(SO_4)_3) = 0,0750$

Найти:

$N(SO_4^{2-})$ - ?

Решение:

1. Сначала найдем массу сульфата алюминия $Al_2(SO_4)_3$ в растворе. Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора на массовую долю вещества.

$m(Al_2(SO_4)_3) = m(р-ра) \cdot \omega(Al_2(SO_4)_3)$

$m(Al_2(SO_4)_3) = 80,0 \text{ г} \cdot 0,0750 = 6,00 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярную массу сульфата алюминия $M(Al_2(SO_4)_3)$. Используем относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (округленные до целых чисел, кроме хлора): $Ar(Al)=27$, $Ar(S)=32$, $Ar(O)=16$.

$M(Al_2(SO_4)_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 54 + 3 \cdot 96 = 342 \text{ г/моль}$

3. Теперь найдем количество вещества (число моль) сульфата алюминия.

$n(Al_2(SO_4)_3) = \frac{m(Al_2(SO_4)_3)}{M(Al_2(SO_4)_3)}$

$n(Al_2(SO_4)_3) = \frac{6,00 \text{ г}}{342 \text{ г/моль}} \approx 0,01754 \text{ моль}$

4. Сульфат алюминия в водном растворе диссоциирует на ионы по следующему уравнению:

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

Из уравнения видно, что при диссоциации одной формульной единицы $Al_2(SO_4)_3$ образуется три сульфат-иона $SO_4^{2-}$. Следовательно, количество вещества сульфат-ионов будет в три раза больше количества вещества сульфата алюминия.

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

$n(SO_4^{2-}) = 3 \cdot 0,01754 \text{ моль} \approx 0,05262 \text{ моль}$

5. Наконец, рассчитаем число сульфат-ионов, используя постоянную Авогадро $N_A = 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

$N(SO_4^{2-}) = n(SO_4^{2-}) \cdot N_A$

$N(SO_4^{2-}) = 0,05262 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 3,168 \cdot 10^{22}$

Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с данными задачи), получаем $3,17 \cdot 10^{22}$.

Ответ: число сульфат-ионов в растворе составляет $3,17 \cdot 10^{22}$.