Номер 368, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

368. Какое число атомов кислорода содержится в об-разце:

а) сульфата меди(II) массой 5,40 мг;

б) медного купороса массой 750 кг?

а) сульфата меди(II) массой 5,40 мг

Дано:

$m(CuSO_4) = 5,40 \text{ мг}$

$N_A = 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$ (постоянная Авогадро)

Перевод в СИ (для расчетов удобнее использовать граммы):

$m(CuSO_4) = 5,40 \times 10^{-3} \text{ г}$

Найти:

$N(O)$ — число атомов кислорода.

Решение:

1. Химическая формула сульфата меди(II) — $CuSO_4$.

2. Рассчитаем молярную массу сульфата меди(II), используя округленные значения относительных атомных масс: $Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(S) \approx 32$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(CuSO_4) = Ar(Cu) + Ar(S) + 4 \times Ar(O) = 64 + 32 + 4 \times 16 = 160 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (число моль) сульфата меди(II) в образце:

$n(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} = \frac{5,40 \times 10^{-3} \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,03375 \times 10^{-3} \text{ моль} = 3,375 \times 10^{-5} \text{ моль}$.

4. В каждой формульной единице $CuSO_4$ содержится 4 атома кислорода. Следовательно, количество вещества атомов кислорода в 4 раза больше, чем количество вещества $CuSO_4$.

$n(O) = 4 \times n(CuSO_4) = 4 \times 3,375 \times 10^{-5} \text{ моль} = 1,35 \times 10^{-4} \text{ моль}$.

5. Рассчитаем общее число атомов кислорода, умножив количество вещества атомов кислорода на постоянную Авогадро $N_A$. Результат округлим до трех значащих цифр, как в исходных данных (5,40).

$N(O) = n(O) \times N_A = 1,35 \times 10^{-4} \text{ моль} \times 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 8,13 \times 10^{19}$.

Ответ: $8,13 \times 10^{19}$ атомов.

б) медного купороса массой 750 кг

Дано:

$m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 750 \text{ кг}$

$N_A = 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$ (постоянная Авогадро)

Перевод в СИ (для расчетов удобнее использовать граммы):

$m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 750 \text{ кг} = 750 \times 10^3 \text{ г} = 7,50 \times 10^5 \text{ г}$.

Найти:

$N(O)$ — число атомов кислорода.

Решение:

1. Медный купорос — это пентагидрат сульфата меди(II), его химическая формула — $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

2. Рассчитаем молярную массу медного купороса: $Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(S) \approx 32$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

$M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = M(CuSO_4) + 5 \times M(H_2O) = (64 + 32 + 4 \times 16) + 5 \times (2 \times 1 + 16) = 160 + 5 \times 18 = 160 + 90 = 250 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества медного купороса в образце:

$n(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = \frac{m(CuSO_4 \cdot 5H_2O)}{M(CuSO_4 \cdot 5H_2O)} = \frac{7,50 \times 10^5 \text{ г}}{250 \text{ г/моль}} = 3 \times 10^3 \text{ моль}$.

4. Определим количество атомов кислорода в одной формульной единице $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. В группе $SO_4$ содержится 4 атома кислорода, а в 5 молекулах кристаллизационной воды ($5H_2O$) — еще 5 атомов кислорода. Итого: $4 + 5 = 9$ атомов кислорода.

5. Найдем количество вещества атомов кислорода:

$n(O) = 9 \times n(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 9 \times 3 \times 10^3 \text{ моль} = 27 \times 10^3 \text{ моль} = 2,7 \times 10^4 \text{ моль}$.

6. Рассчитаем общее число атомов кислорода. Результат округлим до трех значащих цифр (по массе 750 кг).

$N(O) = n(O) \times N_A = 2,7 \times 10^4 \text{ моль} \times 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 1,63 \times 10^{28}$.

Ответ: $1,63 \times 10^{28}$ атомов.