Номер 720, страница 129 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

720. Какое число электронов перейдет от атомов цинка к ионам меди $Cu^{2+}$, если цинковую пластинку массой 6,5 г поместить в избыток водного раствора хлорида меди(II)?

Дано:

$m(Zn) = 6,5 \text{ г}$

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

$M(Zn) = 65 \text{ г/моль}$ (молярная масса цинка)

Раствор хлорида меди(II) взят в избытке.

Найти:

$N_e$ — число перешедших электронов.

Решение:

Когда цинковую пластинку помещают в раствор хлорида меди(II), происходит реакция замещения. Цинк, как более активный металл, вытесняет медь из её соли. Уравнение реакции в молекулярном виде:

$Zn + CuCl_2 \rightarrow ZnCl_2 + Cu$

Рассмотрим этот процесс с точки зрения ионных превращений. Атом цинка ($Zn^0$) отдает два электрона и превращается в ион цинка ($Zn^{2+}$). Ион меди ($Cu^{2+}$) принимает эти два электрона и превращается в атом меди ($Cu^0$).

Процесс окисления (отдача электронов):

$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$

Процесс восстановления (принятие электронов):

$Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$

Из этих полуреакций видно, что каждый атом цинка, вступающий в реакцию, отдает 2 электрона.

Поскольку раствор хлорида меди(II) находится в избытке, весь цинк прореагирует полностью. Следовательно, мы можем рассчитать количество вещества цинка, которое вступило в реакцию.

1. Найдем количество вещества (моль) цинка в пластинке массой 6,5 г, используя формулу $n = \frac{m}{M}$:

$n(Zn) = \frac{m(Zn)}{M(Zn)} = \frac{6,5 \text{ г}}{65 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

2. Определим количество вещества электронов, которые перешли от атомов цинка к ионам меди. Согласно уравнению полуреакции окисления, 1 моль атомов цинка отдает 2 моль электронов. Тогда 0,1 моль цинка отдаст:

$n_e = 2 \times n(Zn) = 2 \times 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

3. Теперь найдем общее число электронов ($N_e$), зная их количество вещества ($n_e$) и постоянную Авогадро ($N_A$).

$N_e = n_e \times N_A$

$N_e = 0,2 \text{ моль} \times 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 1,2044 \times 10^{23}$

Таким образом, от атомов цинка к ионам меди перейдет $1,2044 \times 10^{23}$ электронов.

Ответ: $1,2044 \times 10^{23}$ электронов.