Номер 1385, страница 214 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1385. В воде массой 52,4 г растворили оксид бария массой 3,52 г. Рассчитайте массовую долю растворённого вещества в полученном растворе.

Дано:

$m(H₂O) = 52,4 \text{ г}$

$m(BaO) = 3,52 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{растворенного вещества}) - ?$

Решение:

При растворении оксида бария в воде протекает химическая реакция, в результате которой образуется новое вещество — гидроксид бария $Ba(OH)₂$. Именно он является растворенным веществом в полученном растворе.

Уравнение химической реакции:

$BaO + H₂O \rightarrow Ba(OH)₂$

Сначала найдем массу конечного раствора. Согласно закону сохранения массы, масса раствора равна сумме масс исходных компонентов, так как в ходе реакции не образуется осадка или газа:

$m(\text{раствора}) = m(BaO) + m(H₂O) = 3,52 \text{ г} + 52,4 \text{ г} = 55,92 \text{ г}$

Далее рассчитаем массу растворенного вещества — гидроксида бария $Ba(OH)₂$. Расчет будем вести по уравнению реакции, используя оксид бария $BaO$.

Вычислим молярные массы оксида бария и гидроксида бария, используя округленные значения атомных масс из периодической таблицы ($Ar(Ba)=137, Ar(O)=16, Ar(H)=1$):

$M(BaO) = 137 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 153 \text{ г/моль}$

$M(Ba(OH)₂) = 137 \text{ г/моль} + 2 \times (16 \text{ г/моль} + 1 \text{ г/моль}) = 171 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества (в молях) оксида бария:

$\nu(BaO) = \frac{m(BaO)}{M(BaO)} = \frac{3,52 \text{ г}}{153 \text{ г/моль}}$

Согласно стехиометрии реакции, из 1 моль $BaO$ образуется 1 моль $Ba(OH)₂$, поэтому количество вещества гидроксида бария равно количеству вещества оксида бария:

$\nu(Ba(OH)₂) = \nu(BaO) = \frac{3,52}{153} \text{ моль}$

Зная количество вещества, найдем массу образовавшегося гидроксида бария:

$m(Ba(OH)₂) = \nu(Ba(OH)₂) \times M(Ba(OH)₂) = \frac{3,52}{153} \text{ моль} \times 171 \text{ г/моль} \approx 3,934 \text{ г}$

Наконец, рассчитаем массовую долю растворенного вещества $Ba(OH)₂$ в полученном растворе по формуле:

$\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{растворенного вещества})}{m(\text{раствора})}$

$\omega(Ba(OH)₂) = \frac{m(Ba(OH)₂)}{m(\text{раствора})} = \frac{3,934 \text{ г}}{55,92 \text{ г}} \approx 0,07035$

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(Ba(OH)₂) \approx 0,07035 \times 100\% \approx 7,04\%$

Ответ: массовая доля растворенного вещества в полученном растворе составляет 7,04%.