Номер 10, страница 30 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

10. Найдите количество вещества каждого из ионов, содержащихся в 342 г 5%-ного раствора сульфата алюминия.

Дано:

$m_{раствора}(Al_2(SO_4)_3) = 342$ г

$\omega(Al_2(SO_4)_3) = 5\% = 0.05$

Найти:

$n(Al^{3+})$ - ?

$n(SO_4^{2-})$ - ?

Решение:

1. Сначала найдем массу чистого сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$), содержащегося в растворе. Масса растворенного вещества вычисляется по формуле:

$m_{вещества} = m_{раствора} \cdot \omega_{вещества}$

$m(Al_2(SO_4)_3) = 342 \text{ г} \cdot 0.05 = 17.1 \text{ г}$

2. Далее рассчитаем молярную массу сульфата алюминия ($Al_2(SO_4)_3$). Для этого используем относительные атомные массы элементов: $Ar(Al) = 27$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$.

$M(Al_2(SO_4)_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 54 + 3 \cdot (32 + 64) = 54 + 288 = 342 \text{ г/моль}$

3. Теперь определим количество вещества (число моль) сульфата алюминия, используя формулу:

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

$n(Al_2(SO_4)_3) = \frac{17.1 \text{ г}}{342 \text{ г/моль}} = 0.05 \text{ моль}$

4. Сульфат алюминия — это сильный электролит, который в водном растворе полностью диссоциирует на ионы. Запишем уравнение электролитической диссоциации:

$Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 2Al^{3+} + 3SO_4^{2-}$

5. Из уравнения реакции видно, что при диссоциации 1 моль сульфата алюминия образуется 2 моль катионов алюминия ($Al^{3+}$) и 3 моль сульфат-анионов ($SO_4^{2-}$). Соотношение количеств веществ составляет:

$n(Al_2(SO_4)_3) : n(Al^{3+}) : n(SO_4^{2-}) = 1 : 2 : 3$

Исходя из этого соотношения, рассчитаем количество вещества каждого иона:

Количество вещества ионов алюминия:

$n(Al^{3+}) = 2 \cdot n(Al_2(SO_4)_3) = 2 \cdot 0.05 \text{ моль} = 0.1 \text{ моль}$

Количество вещества сульфат-ионов:

$n(SO_4^{2-}) = 3 \cdot n(Al_2(SO_4)_3) = 3 \cdot 0.05 \text{ моль} = 0.15 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества ионов алюминия $n(Al^{3+})$ равно 0.1 моль; количество вещества сульфат-ионов $n(SO_4^{2-})$ равно 0.15 моль.