Номер 750, страница 133 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

750. Барий массой 2,80 г растворили в воде массой 87,0 г.
Рассчитайте массовую долю щёлочи в полученном растворе.

Дано:

$m(\text{Ba}) = 2,80~\text{г}$

$m(\text{H}_2\text{O}) = 87,0~\text{г}$

Найти:

$\omega(\text{щёлочи}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. При взаимодействии металлического бария с водой образуется растворимое основание (щёлочь) — гидроксид бария, и выделяется газообразный водород:

$\text{Ba} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ba(OH)}_2 + \text{H}_2\uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, которые потребуются для вычислений, используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов (округляя до целых):

$M(\text{Ba}) = 137~\text{г/моль}$

$M(\text{H}_2) = 2 \cdot 1 = 2~\text{г/моль}$

$M(\text{Ba(OH)}_2) = 137 + 2 \cdot (16 + 1) = 171~\text{г/моль}$

3. Определим количество вещества (число молей) бария, вступившего в реакцию:

$n(\text{Ba}) = \frac{m(\text{Ba})}{M(\text{Ba})} = \frac{2,80~\text{г}}{137~\text{г/моль}} \approx 0,02044~\text{моль}$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 1 моль бария образуется 1 моль гидроксида бария и 1 моль водорода. Следовательно, количества веществ соотносятся как $1:1:1$.

$n(\text{Ba(OH)}_2) = n(\text{H}_2) = n(\text{Ba}) \approx 0,02044~\text{моль}$

5. Вычислим массу образовавшейся щёлочи (гидроксида бария) и массу выделившегося водорода:

$m(\text{Ba(OH)}_2) = n(\text{Ba(OH)}_2) \cdot M(\text{Ba(OH)}_2) \approx 0,02044~\text{моль} \cdot 171~\text{г/моль} \approx 3,495~\text{г}$

$m(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \cdot M(\text{H}_2) \approx 0,02044~\text{моль} \cdot 2~\text{г/моль} \approx 0,041~\text{г}$

6. Рассчитаем массу конечного раствора. Она равна сумме масс исходных компонентов (бария и воды) за вычетом массы газа (водорода), который покинул реакционную систему.

$m(\text{раствора}) = m(\text{Ba}) + m(\text{H}_2\text{O}) - m(\text{H}_2)$

$m(\text{раствора}) = 2,80~\text{г} + 87,0~\text{г} - 0,041~\text{г} = 89,759~\text{г}$

7. Найдём массовую долю щёлочи (гидроксида бария) в полученном растворе по формуле:

$\omega(\text{Ba(OH)}_2) = \frac{m(\text{Ba(OH)}_2)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

$\omega(\text{Ba(OH)}_2) = \frac{3,495~\text{г}}{89,759~\text{г}} \cdot 100\% \approx 3,89\%$

Ответ: массовая доля щёлочи в полученном растворе составляет 3,89%.