ГДЗ (відповіді) Хімія 9 клас Буринська Н.М., 2017 §7 Розв'язування задач на приготування розчинів із кристалогідратів

Сторінка 26

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Наведіть означення розчину і приклади розчинів. Розчин — це однорідна (гомогенна) система змінного складу, яка містить розчинювану речовину, розчинник та продукти їхньої взаємодії.

Приклади розчинів: фізіологічні рідини організму, сік рослин, повітря - розчин у газоподібному стані, бо суміш газів гомогенна, сплави металів - розчин у твердому стані, бо суміш сплавів гомогенна, напій "Живчик" - гомогенна суміш води і фруктового соку, маринад, оцет, питна вода, мінеральні води, кава, розчини кислот, солей, барвників, ліки в рідині тощо.

3. Укажіть, яким способом у лабораторних умовах розчинник можна відокремити від розчинюваної речовини:

А фільтруванням

Б відстоюванням

В декантацією

Г випарюванням

4. До яких явищ — фізичних чи хімічних — належить розчинення кристалічної речовини у воді? Розчинення кристалічних речовин у воді - це фізико-хімічний процес, в якому присутні як фізичні, так і хімічні явища.

З одного боку, при розчиненні речовини у воді відбувається подрібнення речовини до стану молекул, йонів, а також дифузія частинок, що утворилися, між молекулами води - це фізичне явище.

З другого боку, відбувається взаємодія розчинника з розчиненою речовиною, яка називається гідратацією, а продуктами є гідрати - це хімічне явище, яке супроводжується тепловими явищами.

5. Чого більше за масою — води чи безводної солі — у кристалічній соді Nа₂СО₃•10Н₂О? Води.

У 1 моль кристалічної соди Nа₂СО₃•10Н₂О міститься 1 моль безводної солі Nа₂СО₃ і 10 моль кристалізаційної води H₂O.

Обчислимо масу 1 моль безводної солі і 10 моль кристалізаційної води.

З формули v=m/M, де M=M_r г/моль, знаходимо масу m=v•M

M_r( Nа₂СО₃)=2•A_r( Nа)+A_r(С)+3•A_r(О)=2•23+12+3•16=106

M_r(Н₂О)=2•A_r(H)+A_r(O)=2•1+16=18

m(Nа₂СО₃)=1 моль•106 г/моль=106 г

m(H₂O)=10 моль•18 г/моль=180 г

Отже, m(H₂O)>m(Nа₂СО₃)

Додаткові завдання

Вправа 6. Поясніть, чому процес розчинення іноді відбувається з поглинанням теплоти, а іноді — з вивільненням. Теплота поглинається, бо витрачається енергія на руйнування зв’язків між частинками в кристалі, а - виділяється, бо утворюються нові міжмолекулярні зв’язки під час утворення гідратів. Тепловий ефект розчинення залежить від того, який із цих процесів домінує.

Вправа 7. Однакові маси літій хлориду розчинили в однаковому об’ємі води, але один раз — у вигляді кристалогідрату LiCl•2Н₂О. В якому випадку процес розчинення супроводжуватиметься виділенням більшої кількості теплоти? Відповідь обґрунтуйте. На руйнування кристалічної ґратки кристалогідрату, на відміну від безводної солі, затрачається значно більше енергії, тому розчинення більшості кристалічних речовин супроводжується вбиранням теплоти.

Вправа 8. Відомо, що натрій сульфат кількістю речовини 1 моль утримує кристалізаційну воду кількістю речовини 10 моль. До безводної солі добавили воду, в результаті чого її маса збільшилася на 25 %. Визначте масу води, яку сіль ще може приєднати:

А 28,9 г

Б 72,25 г

В 144,5 г

Г 289 г

Відомо: v(Na₂SO₄•10Н₂О)=1 моль. Знайти: m(H₂O)-?

1. Обчислюємо молярну (M=M_r г/моль) масу кристалогідрату.

M(Na₂SO₄•10Н₂О)=M_r(Na₂SO₄)+10•M_r(Н₂О)=142+10•18=322 г/моль, де

M_r(Nа₂SО₄)=2•Ar(Nа)+Ar(S)+4•Ar(О)=2•23+32+4•16=142,

M_r(Н₂О)=2•A_r(H)+A_r(O)=2•1+16=18,

тому маса 1 моль Nа₂SО₄•10Н₂О дорівнює 322 г.

M(Nа₂SО₄)=142 г/моль, тому маса 1 моль Nа₂SО₄ дорівнює 142 г.

2. Масу розчину після додавання води можна обчислити двома способами:

І спосіб

m(розчину)=142•0,25 + 142 г =177,5 г

ІІ спосіб

m_н(розчину)=142•1,25=177,5 г.

3. Обчислюємо масу води, яку сіль ще може приєднати.

m(Н₂О)=322 г - 177,5 = 144,5 г.

Відповідь: 144,5 г

Сторінка 27

Вправа 9. У воді об’ємом 200 мл розчинили кристалогідрат CaCl₂•6H₂O масою 100 г. Яка масова частка солі в розчині, що утворився?

Відомо: m(CaCl₂•6H₂O)=100 г, V(H₂O)=200 мл. Знайти: w(CaСl₂)-?

Розв'язування.

І спосіб

1. Обчислюємо молярну масу кристалогідрату

M(CaCl₂•6H₂O)=M_r(CaCl₂)+6•M_r(H₂O)=111+6•18=219 г/моль, де

M_r(CaCl₂)=Ar(Ca)+2•Ar(Cl)=40+2•35,5=111,

Mr(H₂O)=2•A_r(H)+Ar(O)=2•1+16=18.

2. Обчислюємо масу безводної солі у кристалогідраті. Для цього складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

У 219 г CaCl₂•6H₂O міститься 111 г CaCl₂, тоді

у 100 г CaCl₂•6H₂O буде міститися х г CaCl₂.

219 г / 100 г = 111 г / х г, звідси

х г • 219 г = 111 г • 100 г

х = 111 г • 100 г / 219 г

х = 50,7 г

3. Знаходимо масу води за формулою: m=V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.

m(Н₂О)=V(Н₂О)•ρ(Н₂О)=200 мл • 1 г/мл=200 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.

4. Обчислюємо масу розчину.

m(розчину)=m(Н₂О)+m(CaCl₂•6H₂O)=200 г + 100 г=300 г

5. Знаходимо масову частку речовини (солі) за формулою w(речовини)=m(речовини)/m(розчину)

w(CaCl₂)=m(CaCl₂)/m(розчину)=50,7 г : 300 г=0,169, або,

помноживши це значення на 100%, одержимо 16,9%

ІI спосіб

Обчислюємо кількість речoвини кристалогідрату за формулою n=m/M, де M=M_rг/моль

M(CaCl₂•6H₂O)=M_r(CaCl₂)+6•M_r(H₂O)=111+6•18=219 г/моль, де

M_r(CaCl₂)=Ar(Ca)+2•Ar(Cl)=40+2•35,5=111,

Mr(H₂O)=2•A_r(H)+Ar(O)=2•1+16=18

n(CaCl₂•6H₂O)=m(CaCl₂•6H₂O)/M(CaCl₂•6H₂O)=100 г:219 г/моль=0,457 моль.

2. У кристалогідраті CaCl₂•6H₂O кількістю речовини 1 моль міститься 1 моль солі CaCl₂та 6 моль кристалізаційної води Н₂О: n(CaCl₂)=n(CaCl₂•6H₂O) і n(Н₂О)=6•n(CaCl₂•6H₂O)