金箔是一種用黃金捶打而成,厚度為d=0.1μm的箔片,主要用作建筑、器物、佛教塑像、工藝品的裝飾貼金及名貴中成藥的配方等.已知金的密度ρ=19.3g/cm3,金的摩爾質(zhì)量M=197g/mol,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02×1023/mol.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)則:
(1)1g黃金中含有的多少個金原子?
(2)一個金原子的體積約為多少
(3)若金箔可視為金原子一層一層疊合而成的,則金箔是多少層金原子疊合成的?
分析:(1)根據(jù)N=
m
M
NA計算原子數(shù)目,注意金箔的質(zhì)量是1g,不是1Kg.
(2)根據(jù)V=
m
ρ
結(jié)合V0=
V
N
,計算一個金箔原子的體積.
(3)金箔的厚度與一個金箔原子的直徑之比為金箔原子的層數(shù).
解答:解:(1)由1g黃金與摩爾質(zhì)量可求出摩爾數(shù),
根據(jù)N=
m
M
NA=
1
197
×6.02×1023
≈3×1021
(2)根據(jù)V=
m
ρ
,可求出1g黃金的體積,
再由V0=
V
N
,可求出一個金原子的體積,
即為V0=
1
19.3
×10-6
3×1021
m3≈2×10-29m3

(3)由于金原子一個一個挨著,因此假設(shè)以球型呈現(xiàn),則有
設(shè)有n層,原子的直徑為D,有:nD=d
即n=
d
D

解得:n=300
答:(1)1g黃金中含有的3×1021個金原子;
(2)一個金原子的體積約為2×10-29m3
(3)若金箔可視為金原子一層一層疊合而成的,則金箔是300層金原子疊合成的.
點評:本題考查了阿伏伽德羅常數(shù)的有關(guān)計算,難度較大,能靈活運用公式是解本題的關(guān)鍵.
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