Какая масса образца цинка должна быть, чтобы количество атомов в нем соответствовало количеству атомов в образце железа

Тема вопроса: Массовое соотношение атомов и расчет массы образца цинка

Разъяснение:

Для расчета массы образца цинка, необходимого для получения количества атомов, соответствующего количеству атомов в образце железа, нам необходимо использовать понятие молярной массы элементов.

1. Определите молярную массу цинка (Zn) и железа (Fe):
- Молярная масса цинка (Zn) равна приблизительно 65.38 г/моль.
- Молярная масса железа (Fe) равна примерно 55.85 г/моль.

2. Определите массу образца железа и количество атомов в нем:
- Пусть масса образца железа равна "m" граммов.
- Найдите количество молей (n) железа, разделив массу на молярную массу:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe), где M(Fe) - молярная масса железа.

3. Сравните соотношение количества атомов в железе и цинке:
- Количество атомов железа (N(Fe)) равно числу Авогадро (приблизительно 6.022 × 10^23) умноженному на количество молей железа (n(Fe)).
- Количество атомов цинка (N(Zn)) должно быть равно N(Fe), поскольку мы хотим получить одинаковое количество атомов.

4. Рассчитайте массу образца цинка:
- Найдите массу образца цинка (m(Zn)) путем умножения количества молей цинка на его молярную массу:
m(Zn) = n(Zn) * M(Zn), где n(Zn) - количество молей цинка, M(Zn) - молярная масса цинка.
- Подставьте n(Zn) = n(Fe) и рассчитайте m(Zn) с использованием M(Zn).

Пример:
Пусть масса образца железа составляет 100 граммов. Рассчитаем массу образца цинка, чтобы количество атомов в нем было таким же как в образце железа.

Решение:
1. Молярная масса цинка (Zn) равна примерно 65.38 г/моль.
2. Молярная масса железа (Fe) равна примерно 55.85 г/моль.
3. Количество молей железа (n(Fe)) = масса железа (m(Fe)) / молярная масса железа (M(Fe)) = 100 г / 55.85 г/моль ≈ 1.79 моль.
4. Количество атомов железа (N(Fe)) = 6.022 × 10^23 * 1.79 ≈ 1.08 × 10^24 атомов.
5. Молярная масса цинка (Zn) равна примерно 65.38 г/моль.
6. Количество молей цинка (n(Zn)) = количество молей железа (n(Fe)) = 1.79 моль.
7. Масса образца цинка (m(Zn)) = количество молей цинка (n(Zn)) * молярная масса цинка (M(Zn)) = 1.79 моль * 65.38 г/моль ≈ 117.00 г.

Таким образом, масса образца цинка, необходимого для получения количества атомов, соответствующего количеству атомов в образце железа массой 100 граммов, составляет примерно 117.00 г.

Совет: При выполнении подобных задач помните, что массовое соотношение атомов двух различных элементов зависит от их молярных масс и количества атомов. Используйте формулу: n = m/M, где n - количество молей, m - масса, M - молярная масса.

Практика: Если количество атомов в образце железа равно 3.5 × 10^23, найдите массу образца цинка. (Указание: используйте ту же методику, что и в примере решения)