Номер 696, страница 121 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

696. Рассчитайте массовую долю воды в составе мирабилита $\text{Na}_2\text{SO}_4 \cdot 10\text{H}_2\text{O}$.

Дано:

Кристаллогидрат сульфата натрия (мирабилит) с химической формулой $Na₂SO₄ \cdot 10H₂O$.

Найти:

Массовую долю воды $ω(H₂O)$ в данном соединении.

Решение:

Массовая доля компонента в химическом соединении — это отношение массы этого компонента к общей массе соединения. Для кристаллогидрата формула выглядит следующим образом:

$ω(H₂O) = \frac{10 \cdot M(H₂O)}{M(Na₂SO₄ \cdot 10H₂O)}$

где $M$ — молярная масса.

Для расчетов будем использовать относительные атомные массы элементов, округленные до целых значений (кроме хлора, но он здесь не нужен):

• $Ar(Na) = 23$
• $Ar(S) = 32$
• $Ar(O) = 16$
• $Ar(H) = 1$

1. Сначала рассчитаем относительную молекулярную массу воды ($H₂O$):

$M_r(H₂O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$.

2. Затем рассчитаем относительную молекулярную массу безводной соли — сульфата натрия ($Na₂SO₄$):

$M_r(Na₂SO₄) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 46 + 32 + 64 = 142$.

3. Теперь найдем относительную молекулярную массу всего кристаллогидрата (мирабилита):

$M_r(Na₂SO₄ \cdot 10H₂O) = M_r(Na₂SO₄) + 10 \cdot M_r(H₂O) = 142 + 10 \cdot 18 = 142 + 180 = 322$.

4. Подставим найденные значения в формулу для расчета массовой доли воды:

$ω(H₂O) = \frac{10 \cdot M_r(H₂O)}{M_r(Na₂SO₄ \cdot 10H₂O)} = \frac{10 \cdot 18}{322} = \frac{180}{322} \approx 0.5590$

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

$ω(H₂O) \approx 0.5590 \cdot 100\% = 55.9\%$.

Ответ: массовая доля воды в составе мирабилита $Na₂SO₄ \cdot 10H₂O$ составляет 55,9%.