9 клас Розв'язування задач на приготування розчинів із кристалогідратів
Д/З 
Опрацювати задачі в параграфі підручника,переписати приклади в зошит.
Вправа 34. На скільки грамів зменшиться маса залізного купоросу при прожарюванні 55,6 г цього кристалогідрату?
При прожарюванні кристалогідрату маса зменшується за рахунок випаровування кристалізаційної води.
Відомо: m(FeSO4•7H2O)=55,6 г. Знайти: m(H2O) -?
Розв'язування.
I спосіб
1. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152+7•18=278 г/моль,
де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4•Ar(O)=56+32+4•16=152,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
2. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату за формулою n=m/M
n(FeSO4•7H2O)=m(FeSO4•7H2O)/M(FeSO4•7H2O)=55,6 г : 278 г/моль=0,2 моль
3. Знаходимо кількість речовини кристалізаційної води, що містить 0,2 моль кристалогідрату.
У 1 моль кристалогідрату FeSO4•7H2O міститься 1 моль безводної солі FeSO4 і 7 моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(FeSO4)=n(FeSO4•7H2O) i n(H2O)=7•n(FeSO4•7H2O).
n(H2O)=7•n(FeSO4•7H2O)=7•0,2 моль=1,4 моль.
3. З формули n=m/M знаходимо масу m=n•M
m(H2O)=n(H2O)•М(H2O)=1,4 моль•18 г/моль = 25,2 г.
ІІ спосіб
1. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152 +7•18=278 г/моль,
де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4•Ar(O)=56+32+4•16=152,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
2. Обчислюємо масову частку кристалізаційної води в 1 моль кристалогідрата за формулою:
w(H2O)=M(7H2O)/M(FeSO4•7H2O)=126/278=0,453
3. З формули w(H2O)=m(7H2O)/m(FeSO4•7H2O) знаходимо формулу для обчислення маси води:
m(H2O)=w(H2O)•m(FeSO4•7H2O)=0,4532•55,6 г=25,2 г.
ІII спосіб
1. Обчислюємо молярну масу M=Mr г/моль кристалогідрату.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152 +7•18=278 г/моль,
де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4•Ar(O)=56+32+4•16=152,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
2. Для обчислення маси крнисталізаційної води 7H2O складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
У 278 г FeSO4•7H2O міститься 126 г кристалізаційної води, тоді
у 55,6 г FeSO4•7H2O буде міститися х г кристалізаційної води.
278 г / 55,6 г = 126 г / х г, звідси
х г • 278 г = 126 г • 55,6 г
х = 126 г • 55,6 г / 278 г
х = 25,2 г.
Відповідь: m(H2O)=25,2 г.
Вправа 35. Прожарюванням кристалогідрату масою 66,6 г одержали безводний алюміній сульфат масою 34,2 г. Установіть формулу кристалогідрату.
Відомо: m(Al2(SO4)3•xH2O)=66,6 г, m(Al2(SO4)3)=34,2 г.
Знайти: формулу кристалогідрату Al2(SO4)3•xH2O -?
Розв'язування.
I спосіб
1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2(SО4)3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•27+3•32+12•16=342,
тому М(Al2(SО4)3)=342 г/моль.
n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль
2. Обчислюємо масу кристалізаційної води.
m(xH2O)=m(Al2(SO4)3•xH2O)-m(Al2(SO4)3)=66,6 г-34,2 г=32,4 г, бо при прожарюванні кристалогідрату випаровується кристалічна вода.
3. Oбчислюємо кількість речовини кристалізаційної води Н2О за формулою n=m/M, де М=Mr г/моль.
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, тому М(Н2О)=18 г/моль.
n(H2O)=m(хH2O)/M(H2O)=32,4 г : 18 г/моль=1,8 моль.
4. Співвідношення кількості речовини алюміній сульфату і кристалізаційної води становить:
n(Al2(SO4)3):n(H2O)=0,1 моль:1,8 моль =1:18.
Отже, формула кристалогідрату Al2(SO4)3•18H2O
ІІ спосіб
1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2(SО4)3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•27+3•32+12•16=342,
тому М(Al2(SО4)3)=342 г/моль.
n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль
2. Знаходимо у якій кількості речовини кристалогідрату міститься 0,1 моль безводної солі.
1 моль кристалогідрату Al2(SO4)3•xH2O містить 1 моль безводної солі Al2(SO4)3 і х моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(Al2(SO4)3•xH2O)=n(Al2(SO4)3)=0,1 моль.
3. З формули n=m/M, де М=Mr г/моль, знаходимо молярну масу кристалогідрату М=m/n
М(Al2(SO4)3•xH2O)=m(Al2(SO4)3•xH2O)/n(Al2(SO4)3•xH2O)=66,6 г/0,1 моль = 666 г/моль.
4. Обчислюємо молярну масу кристалізаційної води у кристалогідраті.
М(xH2O)=М(Al2(SO4)3•xH2O)-M(Al2(SO4)3)=666 г/моль - 342 г/моль = 324 г/моль.
5. Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18 г/моль, тому М(Н2О)=18 г/моль.
х=М(xH2O)/М(H2O)=324 г/моль:18 г/моль=18
Отже, формула кристалогідрату Al2(SO4)3•18H2O
ІІІ спосіб
1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2(SО4)3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•27+3•32+12•16=342,
тому М(Al2(SО4)3)=342 г/моль.
n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль
2. Знаходимо масову частку безводної солі Al2(SО4)3 в кристалогідраті.
w(Al2(SО4)3)=m(Al2(SО4)3)/m(Al2(SО4)3•хН2О)=34,2/66,6=0,513
3. З формули w(Al2(SО4)3)=М(Al2(SО4)3)/М(Al2(SО4)3•хН2О) знаходимо формулу для обчислення молярної маси кристалогідрату.
М(Al2(SО4)3•хН2О)=М(Al2(SО4)3)/w(Al2(SО4)3)=342 г/ моль : 0,513=666 г/моль.
4. Обчислимо молярну масу (M=Mr г/моль) води. Молярна маса безводної солі обчислена вище.
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18 г/моль, тому М(Н2О)=18 г/моль.
Беручи до уваги, що М(Al2(SО4)3•хН2О)=М(Al2(SО4)3)+ х•М(Н2О), отримуємо рівняння:
342 + х • 18 = 666
х = (666 - 342) : 18
х = 18
Отже, формула кристалогідрату Al2(SО4)3 • 18Н2О.
Вправа 36*. У якому випадку масова частка розчиненої речовини буде меншою: а) у воді об’ємом 200 мл розчинили 50 г купрум (ІІ) сульфату; б) у воді об’ємом 150 мл розчинили 50 г мідного купоросу? Масова частка розчиненої речовини менша у випадку б)
Відповідь підтвердіть розрахунками.
а) Відомо: V(H2O)=200 мл, m(CuSO4)=50 г. Знайти: w(CuSO4)-?
Розв'язування:
1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=200 мл•1 г/мл=200 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))
w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4)+m(H2O))=50 г : (50 г+200 г)=50 г:250 г =
= 0,2 або, помноживши це число на 100%, одержимо 20%.
б) Відомо: m(H2O)=150 мл, m(CuSO4•5H2O)=50 г. Знайти: w(CuSO4)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=150 мл•1 г/мл=150 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160 +5•18=250 г/моль,
де Mr(CuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату за формулою: n=m/M
n(CuSO4•5H2O)=m(CuSO4•5H2O)/M(CuSO4•5H2O)=50 г : 250 г/моль=0,2 моль
4. Знаходимо кількість речовини солі, що містить 0,2 моль кристалогідрату.
У 1 моль кристалогідрату CuSO4•5H2O міститься 1 моль безводної солі CuSO4 і 5 моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O) i n(H2O)=5•n(CuSO4•5H2O).
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O)=0,2 моль.
5. З формули n=m/M знаходимо масу m=n•M
m(CuSO4)=n(CuSO4)•М(CuSO4)=0,2 моль•160 г/моль = 32 г.
6. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))
w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4•5H2O)+m(H2O))=32 г:(50 г + 150 г)=
=32 г : 200 г = 0,16 або, помноживши це число на 100%, одержимо 16%.
ІІ спосіб
1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=150 мл • 1 г/мл=150 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160 +5•18=250 г/моль,
де Mr(CuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо масову частку солі в 1 моль кристалогідрата за формулою:
w(CuSO4)=M(CuSO4)/M(CuSO4•5H2O)=160/250=0,64
4. З формули w(CuSО4)=m(CuSО4)/m(CuSO4•5H2O) знаходимо формулу для обчислення маси солі:
m(CuSO4)=w(CuSO4)•m(СuSO4•5H2O)=0,64•50 г=32 г.
5. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))
w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4•5H2O)+m(H2O))=32 г:(50 г + 150 г)=
=32 г : 200 г = 0,16 або, помноживши це число на 100%, одержимо 16%.
Вправа 37*. Цинк сульфат є ефективним мікродобривом. Його розчином з масовою часткою розчиненої речовини 0,2% обприскують посіви. Яка маса гептагідрату цинк сульфату знадобиться для приготування 2 кг такого розчину для підживлення овочевих культур на присадибній ділянці?
Відомо: w(ZnSO4)=0,2% або 0,002, m(розчину)=2 кг=2000 г.
Знайти: m(ZnSO4•7H2O)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Знаходимо масу розчиненої речовини за формулою
m(речовини)=w(речовини)•m(розчину)
m(ZnSO4)=w(ZnSO4)•m(розчину)=0,002•2000=4 г
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(ZnSO4•7H2O)=M(ZnSO4)+7•M(H2O)=161+7•18=287 г/моль,
де Mr(ZnSО4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4•Ar(O)=65+32+4•16=161,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо масову частку солі в 1 моль кристалогідрата за формулою:
w(ZnSO4)=M(ZnSO4)/M(ZnSO4•7H2O)=161/287=0,561
4. З формули w(ZnSО4)=m(ZnSО4)/m(ZnSO4•7H2O) знаходимо формулу для обчислення маси солі:
m(ZnSO4•7H2O)=m(ZnSO4)/w(ZnSO4)=4 : 0,561=7,13 г.
ІІ спосіб
1.Знаходимо масу розчиненої речовини за формулою
m(речовини)=w(речовини)•m(розчину)
m(ZnSO4)=w(ZnSO4)•m(розчину)=0,002•2000=4 г
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(ZnSO4•7H2O)=M(ZnSO4)+7•M(H2O)=161 +7•18=287 г/моль,
де Mr(ZnSО4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4•Ar(O)=65+32+4•16=161,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо кількість речовини безводної солі ZnSO4 за формулою n=m/M.
n(ZnSO4)=m(ZnSO4)/M(ZnSO4)=4 г : 161 г/моль=0,0248 моль
4. Знаходимо у якій кількості речовини кристалогідрату міститься 0,0248 моль безводної солі.
1 моль кристалогідрату ZnSO4•7H2O містить 1 моль безводної солі ZnSO4 і 7 моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(ZnSO4)=n(ZnSO4•7H2O) i n(H2O)=7•n(ZnSO4•7H2O)
n(ZnSO4•7H2O)=n(ZnSO4)=0,0248 моль.
5. З формули n=m/M знаходимо масу m=n•M
m(ZnSO4•7H2O)=n(ZnSO4)•М(ZnSO4•7H2O)=0,0248 моль•287 г/моль = 7,13 г.
Відповідь: m(ZnSO4•7H2O)=7,13 г.
Вправа 34. На скільки грамів зменшиться маса залізного купоросу при прожарюванні 55,6 г цього кристалогідрату?
При прожарюванні кристалогідрату маса зменшується за рахунок випаровування кристалізаційної води.
Відомо: m(FeSO4•7H2O)=55,6 г. Знайти: m(H2O) -?
Розв'язування.
I спосіб
1. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152+7•18=278 г/моль,
де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4•Ar(O)=56+32+4•16=152,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
2. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату за формулою n=m/M
n(FeSO4•7H2O)=m(FeSO4•7H2O)/M(FeSO4•7H2O)=55,6 г : 278 г/моль=0,2 моль
3. Знаходимо кількість речовини кристалізаційної води, що містить 0,2 моль кристалогідрату.
У 1 моль кристалогідрату FeSO4•7H2O міститься 1 моль безводної солі FeSO4 і 7 моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(FeSO4)=n(FeSO4•7H2O) i n(H2O)=7•n(FeSO4•7H2O).
n(H2O)=7•n(FeSO4•7H2O)=7•0,2 моль=1,4 моль.
3. З формули n=m/M знаходимо масу m=n•M
m(H2O)=n(H2O)•М(H2O)=1,4 моль•18 г/моль = 25,2 г.
ІІ спосіб
1. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152 +7•18=278 г/моль,
де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4•Ar(O)=56+32+4•16=152,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
2. Обчислюємо масову частку кристалізаційної води в 1 моль кристалогідрата за формулою:
w(H2O)=M(7H2O)/M(FeSO4•7H2O)=126/278=0,453
3. З формули w(H2O)=m(7H2O)/m(FeSO4•7H2O) знаходимо формулу для обчислення маси води:
m(H2O)=w(H2O)•m(FeSO4•7H2O)=0,4532•55,6 г=25,2 г.
ІII спосіб
1. Обчислюємо молярну масу M=Mr г/моль кристалогідрату.
M(FeSO4•7H2O)=M(FeSO4)+7•M(H2O)=152 +7•18=278 г/моль,
де Mr(FeSО4)=Ar(Fe)+Ar(S)+4•Ar(O)=56+32+4•16=152,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
2. Для обчислення маси крнисталізаційної води 7H2O складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
У 278 г FeSO4•7H2O міститься 126 г кристалізаційної води, тоді
у 55,6 г FeSO4•7H2O буде міститися х г кристалізаційної води.
278 г / 55,6 г = 126 г / х г, звідси
х г • 278 г = 126 г • 55,6 г
х = 126 г • 55,6 г / 278 г
х = 25,2 г.
Відповідь: m(H2O)=25,2 г.
Вправа 35. Прожарюванням кристалогідрату масою 66,6 г одержали безводний алюміній сульфат масою 34,2 г. Установіть формулу кристалогідрату.
Відомо: m(Al2(SO4)3•xH2O)=66,6 г, m(Al2(SO4)3)=34,2 г.
Знайти: формулу кристалогідрату Al2(SO4)3•xH2O -?
Розв'язування.
I спосіб
1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2(SО4)3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•27+3•32+12•16=342,
тому М(Al2(SО4)3)=342 г/моль.
n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль
2. Обчислюємо масу кристалізаційної води.
m(xH2O)=m(Al2(SO4)3•xH2O)-m(Al2(SO4)3)=66,6 г-34,2 г=32,4 г, бо при прожарюванні кристалогідрату випаровується кристалічна вода.
3. Oбчислюємо кількість речовини кристалізаційної води Н2О за формулою n=m/M, де М=Mr г/моль.
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, тому М(Н2О)=18 г/моль.
n(H2O)=m(хH2O)/M(H2O)=32,4 г : 18 г/моль=1,8 моль.
4. Співвідношення кількості речовини алюміній сульфату і кристалізаційної води становить:
n(Al2(SO4)3):n(H2O)=0,1 моль:1,8 моль =1:18.
Отже, формула кристалогідрату Al2(SO4)3•18H2O
ІІ спосіб
1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2(SО4)3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•27+3•32+12•16=342,
тому М(Al2(SО4)3)=342 г/моль.
n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль
2. Знаходимо у якій кількості речовини кристалогідрату міститься 0,1 моль безводної солі.
1 моль кристалогідрату Al2(SO4)3•xH2O містить 1 моль безводної солі Al2(SO4)3 і х моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(Al2(SO4)3•xH2O)=n(Al2(SO4)3)=0,1 моль.
3. З формули n=m/M, де М=Mr г/моль, знаходимо молярну масу кристалогідрату М=m/n
М(Al2(SO4)3•xH2O)=m(Al2(SO4)3•xH2O)/n(Al2(SO4)3•xH2O)=66,6 г/0,1 моль = 666 г/моль.
4. Обчислюємо молярну масу кристалізаційної води у кристалогідраті.
М(xH2O)=М(Al2(SO4)3•xH2O)-M(Al2(SO4)3)=666 г/моль - 342 г/моль = 324 г/моль.
5. Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18 г/моль, тому М(Н2О)=18 г/моль.
х=М(xH2O)/М(H2O)=324 г/моль:18 г/моль=18
Отже, формула кристалогідрату Al2(SO4)3•18H2O
ІІІ спосіб
1. Обчислимо кількість речовини безводної солі Al2(SO4)3 за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2(SО4)3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)+12•Ar(O)=2•27+3•32+12•16=342,
тому М(Al2(SО4)3)=342 г/моль.
n(Al2(SO4)3)=m(Al2(SO4)3)/M(Al2(SO4)3)=34,2 г : 342 г/моль=0,1 моль
2. Знаходимо масову частку безводної солі Al2(SО4)3 в кристалогідраті.
w(Al2(SО4)3)=m(Al2(SО4)3)/m(Al2(SО4)3•хН2О)=34,2/66,6=0,513
3. З формули w(Al2(SО4)3)=М(Al2(SО4)3)/М(Al2(SО4)3•хН2О) знаходимо формулу для обчислення молярної маси кристалогідрату.
М(Al2(SО4)3•хН2О)=М(Al2(SО4)3)/w(Al2(SО4)3)=342 г/ моль : 0,513=666 г/моль.
4. Обчислимо молярну масу (M=Mr г/моль) води. Молярна маса безводної солі обчислена вище.
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18 г/моль, тому М(Н2О)=18 г/моль.
Беручи до уваги, що М(Al2(SО4)3•хН2О)=М(Al2(SО4)3)+ х•М(Н2О), отримуємо рівняння:
342 + х • 18 = 666
х = (666 - 342) : 18
х = 18
Отже, формула кристалогідрату Al2(SО4)3 • 18Н2О.
Вправа 36*. У якому випадку масова частка розчиненої речовини буде меншою: а) у воді об’ємом 200 мл розчинили 50 г купрум (ІІ) сульфату; б) у воді об’ємом 150 мл розчинили 50 г мідного купоросу? Масова частка розчиненої речовини менша у випадку б)
Відповідь підтвердіть розрахунками.
а) Відомо: V(H2O)=200 мл, m(CuSO4)=50 г. Знайти: w(CuSO4)-?
Розв'язування:
1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=200 мл•1 г/мл=200 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))
w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4)+m(H2O))=50 г : (50 г+200 г)=50 г:250 г =
= 0,2 або, помноживши це число на 100%, одержимо 20%.
б) Відомо: m(H2O)=150 мл, m(CuSO4•5H2O)=50 г. Знайти: w(CuSO4)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=150 мл•1 г/мл=150 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160 +5•18=250 г/моль,
де Mr(CuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату за формулою: n=m/M
n(CuSO4•5H2O)=m(CuSO4•5H2O)/M(CuSO4•5H2O)=50 г : 250 г/моль=0,2 моль
4. Знаходимо кількість речовини солі, що містить 0,2 моль кристалогідрату.
У 1 моль кристалогідрату CuSO4•5H2O міститься 1 моль безводної солі CuSO4 і 5 моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O) i n(H2O)=5•n(CuSO4•5H2O).
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O)=0,2 моль.
5. З формули n=m/M знаходимо масу m=n•M
m(CuSO4)=n(CuSO4)•М(CuSO4)=0,2 моль•160 г/моль = 32 г.
6. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))
w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4•5H2O)+m(H2O))=32 г:(50 г + 150 г)=
=32 г : 200 г = 0,16 або, помноживши це число на 100%, одержимо 16%.
ІІ спосіб
1. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=150 мл • 1 г/мл=150 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160 +5•18=250 г/моль,
де Mr(CuSО4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо масову частку солі в 1 моль кристалогідрата за формулою:
w(CuSO4)=M(CuSO4)/M(CuSO4•5H2O)=160/250=0,64
4. З формули w(CuSО4)=m(CuSО4)/m(CuSO4•5H2O) знаходимо формулу для обчислення маси солі:
m(CuSO4)=w(CuSO4)•m(СuSO4•5H2O)=0,64•50 г=32 г.
5. Знаходимо масову частку розчиненої речовини за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/(m(речовини)+m(води))
w(CuSO4)=m(CuSO4)/(m(CuSO4•5H2O)+m(H2O))=32 г:(50 г + 150 г)=
=32 г : 200 г = 0,16 або, помноживши це число на 100%, одержимо 16%.
Вправа 37*. Цинк сульфат є ефективним мікродобривом. Його розчином з масовою часткою розчиненої речовини 0,2% обприскують посіви. Яка маса гептагідрату цинк сульфату знадобиться для приготування 2 кг такого розчину для підживлення овочевих культур на присадибній ділянці?
Відомо: w(ZnSO4)=0,2% або 0,002, m(розчину)=2 кг=2000 г.
Знайти: m(ZnSO4•7H2O)-?
Розв'язування:
І спосіб
1. Знаходимо масу розчиненої речовини за формулою
m(речовини)=w(речовини)•m(розчину)
m(ZnSO4)=w(ZnSO4)•m(розчину)=0,002•2000=4 г
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(ZnSO4•7H2O)=M(ZnSO4)+7•M(H2O)=161+7•18=287 г/моль,
де Mr(ZnSО4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4•Ar(O)=65+32+4•16=161,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо масову частку солі в 1 моль кристалогідрата за формулою:
w(ZnSO4)=M(ZnSO4)/M(ZnSO4•7H2O)=161/287=0,561
4. З формули w(ZnSО4)=m(ZnSО4)/m(ZnSO4•7H2O) знаходимо формулу для обчислення маси солі:
m(ZnSO4•7H2O)=m(ZnSO4)/w(ZnSO4)=4 : 0,561=7,13 г.
ІІ спосіб
1.Знаходимо масу розчиненої речовини за формулою
m(речовини)=w(речовини)•m(розчину)
m(ZnSO4)=w(ZnSO4)•m(розчину)=0,002•2000=4 г
2. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) кристалогідрату.
M(ZnSO4•7H2O)=M(ZnSO4)+7•M(H2O)=161 +7•18=287 г/моль,
де Mr(ZnSО4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4•Ar(O)=65+32+4•16=161,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18.
3. Обчислюємо кількість речовини безводної солі ZnSO4 за формулою n=m/M.
n(ZnSO4)=m(ZnSO4)/M(ZnSO4)=4 г : 161 г/моль=0,0248 моль
4. Знаходимо у якій кількості речовини кристалогідрату міститься 0,0248 моль безводної солі.
1 моль кристалогідрату ZnSO4•7H2O містить 1 моль безводної солі ZnSO4 і 7 моль кристалізаційної води Н2О, тому
n(ZnSO4)=n(ZnSO4•7H2O) i n(H2O)=7•n(ZnSO4•7H2O)
n(ZnSO4•7H2O)=n(ZnSO4)=0,0248 моль.
5. З формули n=m/M знаходимо масу m=n•M
m(ZnSO4•7H2O)=n(ZnSO4)•М(ZnSO4•7H2O)=0,0248 моль•287 г/моль = 7,13 г.
Відповідь: m(ZnSO4•7H2O)=7,13 г.
Коментарі
Дописати коментар