Номер А, страница 55 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Докажите закон сохранения масс на примере уравнения реакции взаимодействия оксида алюминия с соляной кислотой.

2. Расставьте коэффициенты, суммируя их. Расположите эти суммы в порядке возрастания.

A. $Al + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2$

B. $Al + O_2 \rightarrow Al_2O_3$

C. $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2$

D. $CuSO_4 + NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 + Na_2SO_4$

E. $Cu + S = CuS$

1 2 3 4 5

1. Что означает число Авогадро?

Число Авогадро (или постоянная Авогадро, обозначается $N_A$) — это фундаментальная физическая константа, которая определяет количество структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или других частиц) в одном моле вещества. Согласно определению, принятому в 2019 году, её точное значение составляет $N_A = 6.02214076 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

Проще говоря, если взять 1 моль любого вещества, то в нём будет содержаться ровно $6.02214076 \times 10^{23}$ его частиц. Например, в 1 моле воды ($H_2O$) содержится $N_A$ молекул воды, а в 1 моле железа ($Fe$) — $N_A$ атомов железа.

Таким образом, число Авогадро является связующим звеном между макроскопическим миром (граммы, моли) и микроскопическим миром (атомы и молекулы). Исторически оно было связано с количеством атомов в 12 граммах изотопа углерода-12.

Ответ: Число Авогадро — это количество частиц (атомов, молекул и т.д.) в одном моле вещества, равное $6.02214076 \times 10^{23}$.

2. Рассчитайте массы сульфата меди (CuSO₄), гидроксида натрия (NaOH), азота (N₂), оксида фосфора (V), чтобы они содержали столько структурных единиц, сколько атомов содержится в 12 г углерода.

Дано:

Масса углерода $m(C) = 12 \text{ г}$.

Вещества для расчета: сульфат меди ($CuSO_4$), гидроксид натрия ($NaOH$), азот ($N_2$), оксид фосфора (V) ($P_2O_5$).

Условие: количество структурных единиц каждого вещества равно количеству атомов в заданной массе углерода.

Перевод в СИ:

$m(C) = 12 \text{ г} = 0.012 \text{ кг}$.

Найти:

$m(CuSO_4)$ — ?

$m(NaOH)$ — ?

$m(N_2)$ — ?

$m(P_2O_5)$ — ?

Решение:

1. По определению, моль — это количество вещества, содержащее столько же структурных единиц (атомов, молекул и т.д.), сколько атомов содержится в 12 граммах изотопа углерода-12. Это количество частиц называется числом Авогадро ($N_A$).

Таким образом, в 12 г углерода содержится 1 моль атомов.

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{12 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}$.

2. Согласно условию, каждое из указанных веществ должно содержать столько же структурных единиц, сколько атомов в 12 г углерода. Это означает, что количество каждого вещества должно быть равно 1 моль.

$n(CuSO_4) = 1 \text{ моль}$

$n(NaOH) = 1 \text{ моль}$

$n(N_2) = 1 \text{ моль}$

$n(P_2O_5) = 1 \text{ моль}$

3. Массу вещества можно найти по формуле $m = n \cdot M$, где $n$ — количество вещества, а $M$ — его молярная масса. Поскольку для каждого вещества $n=1 \text{ моль}$, их масса в граммах будет численно равна их молярной массе в г/моль.

4. Вычислим молярные массы, используя округленные значения относительных атомных масс из Периодической системы Д.И. Менделеева:

$A_r(Cu) \approx 64$, $A_r(S) \approx 32$, $A_r(O) \approx 16$, $A_r(Na) \approx 23$, $A_r(H) \approx 1$, $A_r(N) \approx 14$, $A_r(P) \approx 31$.

Для сульфата меди ($CuSO_4$):

$M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \text{ г/моль}$.

$m(CuSO_4) = 1 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = 160 \text{ г}$.

Для гидроксида натрия ($NaOH$):

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$.

$m(NaOH) = 1 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 40 \text{ г}$.

Для азота ($N_2$):

$M(N_2) = 2 \cdot 14 = 28 \text{ г/моль}$.

$m(N_2) = 1 \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} = 28 \text{ г}$.

Для оксида фосфора (V) ($P_2O_5$):

$M(P_2O_5) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}$.

$m(P_2O_5) = 1 \text{ моль} \cdot 142 \text{ г/моль} = 142 \text{ г}$.

Ответ: Для того чтобы указанные вещества содержали столько же структурных единиц, сколько атомов содержится в 12 г углерода, их массы должны быть следующими:

Масса сульфата меди ($CuSO_4$): 160 г.

Масса гидроксида натрия ($NaOH$): 40 г.

Масса азота ($N_2$): 28 г.

Масса оксида фосфора (V) ($P_2O_5$): 142 г.