Номер 338, страница 64 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

338. Фосфор имеет огромное значение для выращивания плодовых и ягодных культур. Недостаток фосфора проявляется в задержке цветения и созревания, в изменении окраски листьев на пурпурную или бронзовую. Фосфор входит в состав многих биологических молекул, необходим для жизнедеятельности растений. При недостатке фосфора в почве его вносят в составе фосфорных удобрений, являющихся солями фосфорной кислоты. Одним из таковых является двойной суперфосфат. Его основной компонент — вещество $Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O$. Рассчитайте массовую долю кислорода и воды в составе этого вещества.

Дано:

Вещество: двойной суперфосфат, химическая формула $Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O$.

Найти:

Массовую долю кислорода $\omega(O)$ — ?

Массовую долю воды $\omega(H_2O)$ — ?

Решение:

1. Для начала определим относительную молекулярную массу ($M_r$) всего соединения $Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O$. Для этого используем относительные атомные массы ($A_r$) элементов, округленные до целых значений:

$A_r(Ca) = 40$; $A_r(H) = 1$; $A_r(P) = 31$; $A_r(O) = 16$.

Подсчитаем количество атомов каждого элемента в формульной единице:

• Ca: 1
• H: $2 \cdot 2 + 2 = 6$
• P: $1 \cdot 2 = 2$
• O: $4 \cdot 2 + 1 = 9$

Теперь рассчитаем относительную молекулярную массу:

$M_r(Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O) = 1 \cdot A_r(Ca) + 6 \cdot A_r(H) + 2 \cdot A_r(P) + 9 \cdot A_r(O)$

$M_r(Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O) = 1 \cdot 40 + 6 \cdot 1 + 2 \cdot 31 + 9 \cdot 16 = 40 + 6 + 62 + 144 = 252$

Массовая доля кислорода

Массовая доля элемента в веществе вычисляется по формуле: $\omega(элемента) = \frac{n \cdot A_r(элемента)}{M_r(вещества)} \cdot 100\%$, где $n$ — число атомов данного элемента в формуле.

В одной формульной единице $Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O$ содержится 9 атомов кислорода.

$\omega(O) = \frac{9 \cdot A_r(O)}{M_r(Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O)} \cdot 100\% = \frac{9 \cdot 16}{252} \cdot 100\% = \frac{144}{252} \cdot 100\% \approx 0,5714 \cdot 100\% = 57,14\%$

Ответ: массовая доля кислорода в данном веществе составляет 57,14%.

Массовая доля воды

Массовая доля кристаллизационной воды вычисляется по формуле: $\omega(H_2O) = \frac{n \cdot M_r(H_2O)}{M_r(соединения)} \cdot 100\%$, где $n$ — число молекул воды в формуле.

Сначала найдем относительную молекулярную массу воды $M_r(H_2O)$:

$M_r(H_2O) = 2 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$

В формуле соединения содержится одна ($n=1$) молекула воды.

$\omega(H_2O) = \frac{1 \cdot M_r(H_2O)}{M_r(Ca(H_2PO_4)_2 \cdot H_2O)} \cdot 100\% = \frac{18}{252} \cdot 100\% \approx 0,0714 \cdot 100\% = 7,14\%$

Ответ: массовая доля воды в данном веществе составляет 7,14%.