Номер 714, страница 125 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

714. Навеску кристаллогидрата сульфата магния массой 50,0 г нагрели для полного удаления воды и получили сухой остаток массой 24,4 г. Установите формулу кристаллогидрата сульфата магния.

Дано:

$m(MgSO_4 \cdot xH_2O) = 50,0 \text{ г}$

$m(MgSO_4) = 24,4 \text{ г}$

$m(MgSO_4 \cdot xH_2O) = 50,0 \text{ г} = 0,050 \text{ кг}$
$m(MgSO_4) = 24,4 \text{ г} = 0,0244 \text{ кг}$

Найти:

Формулу кристаллогидрата - $MgSO_4 \cdot xH_2O$

Решение:

Кристаллогидрат сульфата магния при нагревании теряет кристаллизационную воду, превращаясь в безводную соль. Процесс можно описать уравнением:

$MgSO_4 \cdot xH_2O \xrightarrow{t^\circ} MgSO_4 + xH_2O\uparrow$

1. Найдем массу воды, которая испарилась при нагревании. Она равна разности масс исходного кристаллогидрата и полученного сухого остатка (безводного сульфата магния).

$m(H_2O) = m(MgSO_4 \cdot xH_2O) - m(MgSO_4) = 50,0 \text{ г} - 24,4 \text{ г} = 25,6 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярные массы безводного сульфата магния ($MgSO_4$) и воды ($H_2O$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(Mg)=24$, $Ar(S)=32$, $Ar(O)=16$, $Ar(H)=1$.

$M(MgSO_4) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 120 \text{ г/моль}$

$M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (число молей) для безводной соли и для воды.

$n(MgSO_4) = \frac{m(MgSO_4)}{M(MgSO_4)} = \frac{24,4 \text{ г}}{120 \text{ г/моль}} \approx 0,2033 \text{ моль}$

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{25,6 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} \approx 1,4222 \text{ моль}$

4. В формуле кристаллогидрата $MgSO_4 \cdot xH_2O$ коэффициент $x$ показывает, сколько молей воды приходится на один моль безводной соли. Чтобы найти $x$, нужно найти соотношение молей воды к молям сульфата магния.

$x = \frac{n(H_2O)}{n(MgSO_4)} = \frac{1,4222 \text{ моль}}{0,2033 \text{ моль}} \approx 6,995$

Полученное значение необходимо округлить до ближайшего целого числа, так как стехиометрические коэффициенты в формулах являются целыми числами. Таким образом, $x = 7$.

Следовательно, формула кристаллогидрата сульфата магния: $MgSO_4 \cdot 7H_2O$ (гептагидрат сульфата магния или горькая соль).

Ответ: Формула кристаллогидрата сульфата магния – $MgSO_4 \cdot 7H_2O$.