Номер 699, страница 121 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

699. Железный купорос применяется для подкормки цветочных, декоративных, плодово-ягодных и других культур с целью профилактики и лечения растений от заболеваний. При недостатке железа наблюдается недоразвитость листьев, слабый прирост побегов, неполное развитие плодов и снижение урожайности. У плодовых деревьев признаки недостатка железа наиболее выражены после распускания листьев. Раствор для подкормки растений готовят растворением 10,0 г железного купороса в $10,0\ \text{дм}^3$ воды. Железо какой массой содержится в $1,00\ \text{дм}^3$ такого раствора?

Дано:
Масса железного купороса в исходном растворе: $m_{общ}(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = 10,0 \text{ г}$
Объем исходного раствора: $V_1 = 10,0 \text{ дм}^3$
Объем, для которого нужно рассчитать массу железа: $V_2 = 1,00 \text{ дм}^3$

Найти:
Массу железа в $1,00 \text{ дм}^3$ раствора: $m(Fe) - ?$

Решение:
1. Сначала определим массу железного купороса, которая содержится в $1,00 \text{ дм}^3$ раствора. Поскольку раствор однороден, можно составить пропорцию:

в $10,0 \text{ дм}^3$ раствора содержится $10,0 \text{ г}$ железного купороса.

в $1,00 \text{ дм}^3$ раствора содержится $m_x \text{ г}$ железного купороса.

$m_x = \frac{10,0 \text{ г} \times 1,00 \text{ дм}^3}{10,0 \text{ дм}^3} = 1,00 \text{ г}$

Таким образом, в $1,00 \text{ дм}^3$ раствора содержится $1,00 \text{ г}$ железного купороса.

2. Железный купорос — это кристаллогидрат сульфата железа(II), его химическая формула $FeSO_4 \cdot 7H_2O$. Чтобы найти массу чистого железа (Fe) в этом количестве вещества, рассчитаем массовую долю железа в составе железного купороса.

Для этого найдем молярную массу $FeSO_4 \cdot 7H_2O$, используя относительные атомные массы элементов (округлим до целых для удобства): $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = Ar(Fe) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) + 7 \cdot (2 \cdot Ar(H) + Ar(O))$

$M(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 + 7 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 88 + 64 + 7 \cdot 18 = 152 + 126 = 278 \text{ г/моль}$

3. Теперь рассчитаем массовую долю железа $\omega(Fe)$ в соединении:

$\omega(Fe) = \frac{Ar(Fe)}{M(FeSO_4 \cdot 7H_2O)} = \frac{56}{278}$

4. Наконец, найдем массу железа в $1,00 \text{ г}$ железного купороса, умножив массу вещества на массовую долю элемента:

$m(Fe) = m_x \times \omega(Fe) = 1,00 \text{ г} \times \frac{56}{278} \approx 0,20143... \text{ г}$

Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с данными задачи $10,0$; $10,0$; $1,00$), получаем $0,201 \text{ г}$.

Ответ: в $1,00 \text{ дм}^3$ такого раствора содержится $0,201 \text{ г}$ железа.