Номер 6, страница 23 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Определите число образующихся катионов и анионов при диссоциации 640 г сульфата железа(III).

Дано:

m($Fe_2(SO_4)_3$) = 640 г

M($Fe_2(SO_4)_3$) = 400 г/моль

$N_A = 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Найти: $N(\text{катионов}), N(\text{анионов})$

Решение:

Дано:

$m(Fe_2(SO_4)_3) = 640 \text{ г}$

$N_A = 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$ (постоянная Авогадро)

Найти:

$N(\text{катионов}) - ?$

$N(\text{анионов}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение диссоциации сульфата железа(III). Сульфат железа(III) является сильным электролитом и в водном растворе диссоциирует на ионы:

$Fe_2(SO_4)_3 \leftrightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-}$

Из уравнения видно, что при диссоциации одной формульной единицы сульфата железа(III) образуется 2 катиона железа $Fe^{3+}$ и 3 сульфат-аниона $SO_4^{2-}$.

2. Рассчитаем молярную массу сульфата железа(III) $M(Fe_2(SO_4)_3)$, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева: $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$.

$M(Fe_2(SO_4)_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot (Ar(S) + 4 \cdot Ar(O)) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot (32 + 4 \cdot 16) = 112 + 3 \cdot 96 = 112 + 288 = 400 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (число молей) сульфата железа(III) в 640 г:

$\nu(Fe_2(SO_4)_3) = \frac{m(Fe_2(SO_4)_3)}{M(Fe_2(SO_4)_3)} = \frac{640 \text{ г}}{400 \text{ г/моль}} = 1.6 \text{ моль}$.

4. Согласно уравнению диссоциации, количество вещества катионов и анионов будет:

$\nu(\text{катионов } Fe^{3+}) = 2 \cdot \nu(Fe_2(SO_4)_3) = 2 \cdot 1.6 \text{ моль} = 3.2 \text{ моль}$.

$\nu(\text{анионов } SO_4^{2-}) = 3 \cdot \nu(Fe_2(SO_4)_3) = 3 \cdot 1.6 \text{ моль} = 4.8 \text{ моль}$.

5. Теперь найдем число катионов и анионов, используя постоянную Авогадро ($N = \nu \cdot N_A$):

$N(\text{катионов } Fe^{3+}) = \nu(Fe^{3+}) \cdot N_A = 3.2 \text{ моль} \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 19.264 \cdot 10^{23} \approx 1.926 \cdot 10^{24}$.

$N(\text{анионов } SO_4^{2-}) = \nu(SO_4^{2-}) \cdot N_A = 4.8 \text{ моль} \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 28.896 \cdot 10^{23} \approx 2.89 \cdot 10^{24}$.

Ответ: При диссоциации 640 г сульфата железа(III) образуется $1.926 \cdot 10^{24}$ катионов $Fe^{3+}$ и $2.89 \cdot 10^{24}$ анионов $SO_4^{2-}$.