Номер 372, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

372. Рассчитайте химическое количество ионов натрия, образующихся при растворении в воде сульфата натрия массой 8,70 кг.

Дано:

Масса сульфата натрия $m(Na_2SO_4) = 8,70 \text{ кг}$

Перевод всех данных в систему СИ:

Масса вещества $m = 8,70 \text{ кг}$ уже представлена в основной единице системы СИ (килограмм).

Найти:

Химическое количество ионов натрия $n(Na^+) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение электролитической диссоциации сульфата натрия в воде. Сульфат натрия является сильным электролитом и при растворении полностью распадается на ионы:

$Na_2SO_4 \rightarrow 2Na^+ + SO_4^{2-}$

Из уравнения реакции видно, что из одной формульной единицы $Na_2SO_4$ образуется два иона натрия $Na^+$. Следовательно, химическое количество ионов натрия будет в два раза больше, чем химическое количество растворенного сульфата натрия:

$n(Na^+) = 2 \cdot n(Na_2SO_4)$

2. Чтобы найти химическое количество сульфата натрия $n(Na_2SO_4)$, воспользуемся формулой, связывающей массу ($m$), молярную массу ($M$) и химическое количество ($n$):

$n = \frac{m}{M}$

3. Рассчитаем молярную массу сульфата натрия ($M(Na_2SO_4)$). Для этого сложим относительные атомные массы элементов, умноженные на их индексы в формуле. Используем значения из Периодической системы Д.И. Менделеева: $Ar(Na) \approx 23 \text{ а.е.м.}$, $Ar(S) \approx 32 \text{ а.е.м.}$, $Ar(O) \approx 16 \text{ а.е.м.}$

$M(Na_2SO_4) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 46 + 32 + 64 = 142 \text{ г/моль}$

4. Поскольку масса в условии дана в килограммах (единицы СИ), для согласованности расчетов переведем молярную массу также в единицы СИ (кг/моль):

$M(Na_2SO_4) = 142 \text{ г/моль} = 0,142 \text{ кг/моль}$

5. Теперь можем рассчитать химическое количество сульфата натрия:

$n(Na_2SO_4) = \frac{m(Na_2SO_4)}{M(Na_2SO_4)} = \frac{8,70 \text{ кг}}{0,142 \text{ кг/моль}} \approx 61,2676 \text{ моль}$

6. Наконец, определим химическое количество ионов натрия, зная, что оно вдвое больше:

$n(Na^+) = 2 \cdot n(Na_2SO_4) \approx 2 \cdot 61,2676 \text{ моль} \approx 122,5352 \text{ моль}$

Исходная масса дана с тремя значащими цифрами (8,70), поэтому результат необходимо округлить до трех значащих цифр.

$n(Na^+) \approx 123 \text{ моль}$

Ответ: химическое количество ионов натрия составляет $123 \text{ моль}$.