Номер 73, страница 21 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

73. С кальцием полностью прореагировал хлор массой $7,30 \text{ г}$. Рассчитайте, какое химическое количество электронов перешло от атомов кальция к атомам хлора в ходе этой реакции.

Дано:

$m(Cl_2) = 7,30 \text{ г}$

Найти:

$n(e^-) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции взаимодействия кальция с хлором. Кальций является активным металлом, а хлор — сильным окислителем. В результате их взаимодействия образуется соль, хлорид кальция:

$Ca + Cl_2 \rightarrow CaCl_2$

2. Данная реакция является окислительно-восстановительной. Чтобы определить, сколько электронов переходит в ходе реакции, расставим степени окисления элементов:

$Ca^0 + Cl_2^0 \rightarrow Ca^{+2}Cl_2^{-1}$

Из схемы видно, что атом кальция теряет 2 электрона (окисляется), а каждый атом хлора в молекуле $Cl_2$ принимает по одному электрону (восстанавливается). Составим электронный баланс, а именно полуреакцию восстановления хлора, так как нам известна его масса:

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$

Эта полуреакция показывает, что при восстановлении 1 моль молекулярного хлора ($Cl_2$) принимается 2 моль электронов ($e^-$).

3. Рассчитаем химическое количество (количество вещества) хлора, вступившего в реакцию. Молярная масса хлора $M(Cl_2)$ равна:

$M(Cl_2) = 2 \times A_r(Cl) = 2 \times 35,5 \text{ г/моль} = 71,0 \text{ г/моль}$

Химическое количество хлора $n(Cl_2)$ находим по формуле:

$n(Cl_2) = \frac{m(Cl_2)}{M(Cl_2)} = \frac{7,30 \text{ г}}{71,0 \text{ г/моль}} \approx 0,1028 \text{ моль}$

Для большей точности оставим пока 4 значащие цифры.

4. Теперь, зная химическое количество хлора, мы можем найти химическое количество перешедших электронов. Из полуреакции восстановления $Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ следует, что количество вещества электронов в два раза больше количества вещества хлора:

$\frac{n(Cl_2)}{1} = \frac{n(e^-)}{2}$

Отсюда выражаем и рассчитываем $n(e^-)$:

$n(e^-) = 2 \times n(Cl_2) = 2 \times 0,1028 \text{ моль} \approx 0,2056 \text{ моль}$

Округляя результат до трех значащих цифр (как в исходных данных 7,30 г), получаем 0,206 моль.

Ответ: химическое количество электронов, которое перешло от атомов кальция к атомам хлора, составляет 0,206 моль.