Номер 370, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

370. Рассчитайте массовую долю кристаллизационной воды:

а) в медном купоросе;

б) в железном купоросе;

в) в цинковом купоросе.

Массовая доля кристаллизационной воды $w(\text{H}_2\text{O})$ в кристаллогидрате рассчитывается как отношение суммарной массы молекул воды к молярной массе всего кристаллогидрата. Формула для расчета: $w(\text{H}_2\text{O}) = \frac{n \cdot M(\text{H}_2\text{O})}{M(\text{кристаллогидрата})} \cdot 100\%$, где $n$ – число молекул кристаллизационной воды, $M(\text{H}_2\text{O})$ – молярная масса воды, а $M(\text{кристаллогидрата})$ – молярная масса кристаллогидрата.

Для расчетов будем использовать округленные значения относительных атомных масс: $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{S})=32$, $Ar(\text{Cu})=64$, $Ar(\text{Fe})=56$, $Ar(\text{Zn})=65$. Молярная масса воды $M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot Ar(\text{H}) + Ar(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$.

а) в медном купоросе

Решение

Химическая формула медного купороса – пентагидрат сульфата меди(II): $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

Рассчитаем молярную массу медного купороса $M(CuSO_4 \cdot 5H_2O)$: $M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = (Ar(\text{Cu}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O})) + 5 \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = (64 + 32 + 4 \cdot 16) + 5 \cdot 18 = 160 + 90 = 250 \text{ г/моль}$.

Масса кристаллизационной воды в одной формульной единице составляет $5 \cdot 18 = 90 \text{ г/моль}$.

Массовая доля воды: $w(\text{H}_2\text{O}) = \frac{90 \text{ г/моль}}{250 \text{ г/моль}} = 0.36$. В процентах: $0.36 \cdot 100\% = 36\%$.

Ответ: массовая доля кристаллизационной воды в медном купоросе составляет $36\%$.

б) в железном купоросе

Решение

Химическая формула железного купороса – гептагидрат сульфата железа(II): $FeSO_4 \cdot 7H_2O$.

Рассчитаем молярную массу железного купороса $M(FeSO_4 \cdot 7H_2O)$: $M(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = (Ar(\text{Fe}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O})) + 7 \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = (56 + 32 + 4 \cdot 16) + 7 \cdot 18 = 152 + 126 = 278 \text{ г/моль}$.

Масса кристаллизационной воды в одной формульной единице составляет $7 \cdot 18 = 126 \text{ г/моль}$.

Массовая доля воды: $w(\text{H}_2\text{O}) = \frac{126 \text{ г/моль}}{278 \text{ г/моль}} \approx 0.4532$. В процентах: $0.4532 \cdot 100\% \approx 45.32\%$.

Ответ: массовая доля кристаллизационной воды в железном купоросе составляет примерно $45.32\%$.

в) в цинковом купоросе

Решение

Химическая формула цинкового купороса – гептагидрат сульфата цинка: $ZnSO_4 \cdot 7H_2O$.

Рассчитаем молярную массу цинкового купороса $M(ZnSO_4 \cdot 7H_2O)$: $M(ZnSO_4 \cdot 7H_2O) = (Ar(\text{Zn}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O})) + 7 \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = (65 + 32 + 4 \cdot 16) + 7 \cdot 18 = 161 + 126 = 287 \text{ г/моль}$.

Масса кристаллизационной воды в одной формульной единице составляет $7 \cdot 18 = 126 \text{ г/моль}$.

Массовая доля воды: $w(\text{H}_2\text{O}) = \frac{126 \text{ г/моль}}{287 \text{ г/моль}} \approx 0.4390$. В процентах: $0.4390 \cdot 100\% \approx 43.90\%$.

Ответ: массовая доля кристаллизационной воды в цинковом купоросе составляет примерно $43.90\%$.