Номер 1.42, страница 10, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1.42. Определите, сколько атомов водорода, серы и кислорода содержится в 174 г серной кислоты.

Дано:

масса серной кислоты $m(H_2SO_4) = 174$ г

$m(H_2SO_4) = 174 \text{ г} = 0.174 \text{ кг}$

Найти:

Число атомов водорода $N(H)$ - ?

Число атомов серы $N(S)$ - ?

Число атомов кислорода $N(O)$ - ?

Решение:

1. Для начала определим молярную массу серной кислоты ($H_2SO_4$). Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева и найдем относительные атомные массы водорода, серы и кислорода, округлив их до целых чисел:

$A_r(H) = 1$

$A_r(S) = 32$

$A_r(O) = 16$

Молярная масса серной кислоты $M(H_2SO_4)$ равна сумме масс всех атомов в молекуле:

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98$ г/моль.

2. Теперь вычислим количество вещества (число моль) $ν$ в 174 г серной кислоты по формуле:

$ν = \frac{m}{M}$

$ν(H_2SO_4) = \frac{174 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 1.776 \text{ моль}$

3. Зная количество вещества, мы можем найти общее число молекул серной кислоты $N(H_2SO_4)$. Для этого используем число Авогадро $N_A \approx 6.022 \times 10^{23}$ моль⁻¹:

$N = ν \cdot N_A$

$N(H_2SO_4) = 1.776 \text{ моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 1.07 \times 10^{24}$ молекул.

4. Химическая формула $H_2SO_4$ показывает, что в каждой молекуле серной кислоты содержится 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Используя это соотношение, найдем число атомов каждого элемента:

Число атомов водорода:

$N(H) = 2 \cdot N(H_2SO_4) = 2 \cdot 1.07 \times 10^{24} = 2.14 \times 10^{24}$ атомов.

Число атомов серы:

$N(S) = 1 \cdot N(H_2SO_4) = 1.07 \times 10^{24}$ атомов.

Число атомов кислорода:

$N(O) = 4 \cdot N(H_2SO_4) = 4 \cdot 1.07 \times 10^{24} = 4.28 \times 10^{24}$ атомов.

Ответ: в 174 г серной кислоты содержится примерно $2.14 \times 10^{24}$ атомов водорода, $1.07 \times 10^{24}$ атомов серы и $4.28 \times 10^{24}$ атомов кислорода.