Номер 5, страница 48 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 10. Строение кристаллов. Кристаллические решётки. Глава II. Строение вещества - номер 5, страница 48.

Условие.

5. В какой массе воды нужно растворить 27,8 г кристаллогидрата сульфата железа(II) $FeSO_4 \cdot 7H_2O$, чтобы получить 3,8 %-ный раствор сульфата железа(II) $FeSO_4$?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = 27,8$ г
$\omega(FeSO_4)_{раствора} = 3,8 \%$

Перевод в СИ:

$m(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = 0,0278$ кг
$\omega(FeSO_4)_{раствора} = 0,038$

Найти:

$m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Найдем молярные массы сульфата железа(II), воды и кристаллогидрата сульфата железа(II). Для расчетов используем округленные атомные массы: $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса сульфата железа(II) $FeSO_4$:

$M(FeSO_4) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 152$ г/моль.

Молярная масса воды $H_2O$:

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

Молярная масса кристаллогидрата $FeSO_4 \cdot 7H_2O$:

$M(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = M(FeSO_4) + 7 \cdot M(H_2O) = 152 + 7 \cdot 18 = 152 + 126 = 278$ г/моль.

2. Рассчитаем массу безводного сульфата железа(II) $FeSO_4$, которая содержится в 27,8 г кристаллогидрата. Эта масса будет являться массой растворенного вещества в конечном растворе.

$m(FeSO_4) = m(FeSO_4 \cdot 7H_2O) \cdot \frac{M(FeSO_4)}{M(FeSO_4 \cdot 7H_2O)}$

$m(FeSO_4) = 27,8 \text{ г} \cdot \frac{152 \text{ г/моль}}{278 \text{ г/моль}} = 15,2 \text{ г}$

3. Определим, какой должна быть масса всего раствора, чтобы массовая доля $FeSO_4$ в нем составляла 3,8% (или 0,038).

Массовая доля вещества в растворе определяется по формуле:

$\omega(FeSO_4) = \frac{m(FeSO_4)}{m_{раствора}}$

Отсюда масса раствора:

$m_{раствора} = \frac{m(FeSO_4)}{\omega(FeSO_4)} = \frac{15,2 \text{ г}}{0,038} = 400 \text{ г}$

4. Общая масса раствора (400 г) складывается из массы взятого кристаллогидрата (27,8 г) и массы добавленной воды. Найдем массу воды, которую необходимо добавить.

$m_{раствора} = m(FeSO_4 \cdot 7H_2O) + m(H_2O)_{добавл.}$

$m(H_2O)_{добавл.} = m_{раствора} - m(FeSO_4 \cdot 7H_2O) = 400 \text{ г} - 27,8 \text{ г} = 372,2 \text{ г}$

Ответ: для получения 3,8%-ного раствора сульфата железа(II) необходимо растворить 27,8 г кристаллогидрата $FeSO_4 \cdot 7H_2O$ в 372,2 г воды.