Номер 29, страница 17 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

29. Определите массовую долю воды в кристаллогидрате фосфата цинка $Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4H_2O$.

Дано:

Формула кристаллогидрата: $Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4H_2O$

Найти:

Массовую долю воды $\omega(H_2O)$

Решение:

Массовая доля воды в кристаллогидрате определяется как отношение общей массы воды в одной формульной единице к общей массе этой формульной единицы, умноженное на 100%.

Формула для расчета массовой доли:

$\omega(H_2O) = \frac{m(\text{воды})}{m(\text{кристаллогидрата})} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot M(H_2O)}{M(Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4H_2O)} \cdot 100\%$

Где $M$ - молярная масса.

Для расчета молярных масс воспользуемся относительными атомными массами элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева, округленными до целых значений:

$A_r(Zn) = 65$

$A_r(P) = 31$

$A_r(O) = 16$

$A_r(H) = 1$

1. Рассчитаем молярную массу воды ($H_2O$):

$M(H_2O) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$ г/моль.

2. Рассчитаем молярную массу безводной соли - фосфата цинка ($Zn_3(PO_4)_2$):

$M(Zn_3(PO_4)_2) = 3 \cdot A_r(Zn) + 2 \cdot (A_r(P) + 4 \cdot A_r(O)) = 3 \cdot 65 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 195 + 2 \cdot (31 + 64) = 195 + 2 \cdot 95 = 195 + 190 = 385$ г/моль.

3. Рассчитаем молярную массу всего кристаллогидрата $Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4H_2O$:

$M(Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4H_2O) = M(Zn_3(PO_4)_2) + 4 \cdot M(H_2O) = 385 + 4 \cdot 18 = 385 + 72 = 457$ г/моль.

4. Теперь можем рассчитать массовую долю воды в кристаллогидрате:

$\omega(H_2O) = \frac{4 \cdot M(H_2O)}{M(Zn_3(PO_4)_2 \cdot 4H_2O)} \cdot 100\% = \frac{72}{457} \cdot 100\% \approx 0,157549 \cdot 100\% \approx 15,75\%$

Округлим полученное значение до десятых долей процента:

$\omega(H_2O) \approx 15,8\%$

Ответ: массовая доля воды в кристаллогидрате фосфата цинка составляет 15,8%.