Номер 764, страница 133 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

764. Медный купорос $\text{CuSO}_4 \cdot 5\text{H}_2\text{O}$ массой 2,50 г растворили в воде. Объем полученного раствора составил $240 \text{ см}^3$. Рассчитайте молярную концентрацию сульфата меди в приготовленном растворе.

Дано:

$m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 2,50$ г

$V_{р-ра} = 240$ см³

Переведем объем раствора в литры (дм³), так как молярная концентрация обычно выражается в моль/л:

$V_{р-ра} = 240 \text{ см³} = 0,240 \text{ л}$

Найти:

$C_M(CuSO_4)$ - ?

Решение:

Молярная концентрация ($C_M$) определяется как отношение количества растворенного вещества ($n$) к объему раствора ($V$):

$C_M = \frac{n}{V}$

1. Для нахождения количества вещества ($n$) необходимо сначала рассчитать молярную массу медного купороса ($CuSO_4 \cdot 5H_2O$). Используем относительные атомные массы элементов, округленные до десятых: $Ar(Cu) = 63,5$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = Ar(Cu) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) + 5 \cdot (2 \cdot Ar(H) + Ar(O))$

$M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 63,5 + 32 + 4 \cdot 16 + 5 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 159,5 + 5 \cdot 18 = 249,5$ г/моль.

2. Теперь найдем количество вещества (число молей) медного купороса, которое было взято для приготовления раствора.

$n = \frac{m}{M}$

$n(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = \frac{2,50 \text{ г}}{249,5 \text{ г/моль}} \approx 0,01002$ моль.

3. При растворении в воде одна молекула кристаллогидрата $CuSO_4 \cdot 5H_2O$ дает один ион $Cu^{2+}$ и один ион $SO_4^{2-}$. Таким образом, количество вещества сульфата меди ($CuSO_4$) в растворе равно количеству вещества взятого медного купороса.

$n(CuSO_4) = n(CuSO_4 \cdot 5H_2O) \approx 0,01002$ моль.

4. Рассчитаем молярную концентрацию сульфата меди в полученном растворе, подставив найденные значения в исходную формулу.

$C_M(CuSO_4) = \frac{n(CuSO_4)}{V_{р-ра}}$

$C_M(CuSO_4) = \frac{0,01002 \text{ моль}}{0,240 \text{ л}} \approx 0,04175$ моль/л.

С учетом того, что исходные данные приведены с тремя значащими цифрами (2,50 и 240), округлим результат до трех значащих цифр.

$C_M(CuSO_4) \approx 0,0418$ моль/л.

Ответ: молярная концентрация сульфата меди в приготовленном растворе составляет $0,0418$ моль/л.