Номер 271, страница 60 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

271. Какое число ионов образуется в водном растворе при полной диссоциации хлороводорода массой 7,30 г?

Дано:

масса хлороводорода $m(\text{HCl}) = 7,30 \text{ г}$

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

$m(\text{HCl}) = 0,00730 \text{ кг}$

Найти:

число ионов $N_{\text{ионов}}$ - ?

Решение:

Хлороводород (HCl) является сильной кислотой, поэтому в водном растворе он диссоциирует полностью. Уравнение диссоциации хлороводорода выглядит следующим образом:

$\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-$

Из уравнения реакции следует, что каждая молекула HCl распадается на два иона: один катион водорода ($\text{H}^+$) и один анион хлора ($\text{Cl}^-$). Это означает, что общее количество вещества ионов будет в два раза больше, чем исходное количество вещества хлороводорода.

1. Рассчитаем молярную массу хлороводорода ($M(\text{HCl})$). Она равна сумме атомных масс водорода (H) и хлора (Cl). Для расчетов примем атомные массы: $A_r(\text{H}) = 1 \text{ а.е.м.}$, $A_r(\text{Cl}) = 35,5 \text{ а.е.м.}$

$M(\text{HCl}) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества (число молей) хлороводорода, содержащееся в 7,30 г, по формуле $n = m/M$:

$n(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{M(\text{HCl})} = \frac{7,30 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Определим общее количество вещества ионов. Так как из 1 моль HCl образуется 2 моль ионов (1 моль $\text{H}^+$ и 1 моль $\text{Cl}^-$), то:

$n_{\text{ионов}} = 2 \cdot n(\text{HCl}) = 2 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

4. Рассчитаем общее число ионов, умножив количество вещества ионов на постоянную Авогадро ($N_A$):

$N_{\text{ионов}} = n_{\text{ионов}} \cdot N_A = 0,4 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 2,408 \cdot 10^{23}$

Поскольку в исходных данных масса дана с тремя значащими цифрами (7,30), результат следует округлить до трех значащих цифр.

$N_{\text{ионов}} \approx 2,41 \cdot 10^{23}$

Ответ: $2,41 \cdot 10^{23}$.