Номер 30, страница 17 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

30. Определите массовую долю соли в кристаллогидрате сульфата меди(II) $\text{CuSO}_4 \cdot \text{5H}_2\text{O}$.

Дано:

Кристаллогидрат сульфата меди(II) с формулой $ \text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} $.

Найти:

Массовую долю соли $ \text{CuSO}_4 $ в данном кристаллогидрате, $ \omega(\text{CuSO}_4) $.

Решение:

Массовая доля вещества в соединении определяется как отношение молярной массы этого вещества к молярной массе всего соединения. В данном случае, нам нужно найти отношение молярной массы безводной соли сульфата меди(II) ($ \text{CuSO}_4 $) к молярной массе всего кристаллогидрата ($ \text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} $).

Формула для расчета массовой доли:

$ \omega(\text{CuSO}_4) = \frac{M(\text{CuSO}_4)}{M(\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O})} $

1. Рассчитаем молярную массу безводной соли сульфата меди(II) ($ \text{CuSO}_4 $). Для этого воспользуемся относительными атомными массами элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева, округленными до целых чисел (для меди принято значение 64):

$ A_r(\text{Cu}) = 64 $

$ A_r(\text{S}) = 32 $

$ A_r(\text{O}) = 16 $

$ A_r(\text{H}) = 1 $

$ M(\text{CuSO}_4) = A_r(\text{Cu}) + A_r(\text{S}) + 4 \cdot A_r(\text{O}) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 96 + 64 = 160 \text{ г/моль} $.

2. Рассчитаем молярную массу воды ($ \text{H}_2\text{O} $):

$ M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль} $.

3. Рассчитаем молярную массу кристаллогидрата ($ \text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O} $):

$ M(\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}) = M(\text{CuSO}_4) + 5 \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 160 + 5 \cdot 18 = 160 + 90 = 250 \text{ г/моль} $.

4. Теперь определим массовую долю соли в кристаллогидрате:

$ \omega(\text{CuSO}_4) = \frac{M(\text{CuSO}_4)}{M(\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O})} = \frac{160 \text{ г/моль}}{250 \text{ г/моль}} = 0.64 $.

Для выражения ответа в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$ 0.64 \cdot 100\% = 64\% $.

Ответ: массовая доля соли в кристаллогидрате сульфата меди(II) составляет 0.64 или 64%.