Номер С, страница 162 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

1. Закончите уравнения реакций:

$ \text{HCl} + \text{Pb(OH)}_2 \to $

$ \text{HNO}_3 + \text{CaCO}_3 \to $

$ \text{HCl} + \text{CaCO}_3 \to $

2. Составьте формулу кислоты по соотношению масс элементов:

$ m(\text{H}) : m(\text{C}) : m(\text{O}) = 1 : 6 : 24 $

3. Какой объем (н. у.) углекислого газа выделится при взаимодействии 500 г 30%-ной соляной кислоты с карбонатом кальция?

Ответ: $ 46,03 \text{ л } \text{CO}_2 $.

4. Определите объем 25,8%-ного гидроксида натрия ($ \rho=1,285 \text{ г/мл} $), необходимого для нейтрализации 300 г 20%-ного раствора серной кислоты.

Ответ: $ 147,74 \text{ мл} $.

1. Дано:

$V_{p-pa1} = 500$ мл (объем исходного раствора HCl)

$\omega_1(HCl) = 30\%$ (массовая доля HCl в исходном растворе)

$\rho_{p-pa1} = 1,149$ г/мл (плотность исходного раствора)

$V(H_2O) = 300$ мл (объем добавленной воды)

$V_{p-pa1} = 500 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 5 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$V(H_2O) = 300 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 3 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$\rho_{p-pa1} = 1149 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$\omega_2(HCl)$ — массовую долю HCl в конечном растворе.

Решение:

Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) определяется как отношение массы растворенного вещества ($m_{в-ва}$) к общей массе раствора ($m_{p-pa}$).

$\omega = \frac{m_{в-ва}}{m_{p-pa}}$

1. Найдем массу исходного 30%-ного раствора соляной кислоты:

$m_{p-pa1} = V_{p-pa1} \cdot \rho_{p-pa1} = 500 \text{ мл} \cdot 1,149 \text{ г/мл} = 574,5 \text{ г}$

2. Найдем массу чистой соляной кислоты (HCl) в исходном растворе. Это масса растворенного вещества, которая не изменится при разбавлении.

$m(HCl) = m_{p-pa1} \cdot \omega_1(HCl) = 574,5 \text{ г} \cdot 0,30 = 172,35 \text{ г}$

3. Найдем массу добавленной воды. Плотность воды принимаем равной 1 г/мл.

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 300 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 300 \text{ г}$

4. Найдем массу конечного раствора после добавления воды:

$m_{p-pa2} = m_{p-pa1} + m(H_2O) = 574,5 \text{ г} + 300 \text{ г} = 874,5 \text{ г}$

5. Рассчитаем массовую долю соляной кислоты в конечном растворе:

$\omega_2(HCl) = \frac{m(HCl)}{m_{p-pa2}} \cdot 100\% = \frac{172,35 \text{ г}}{874,5 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 19,71\% \approx 19,7\%$

Ответ: 19,7%.

2. Дано:

$V_{p-pa} = 500$ мл (объем раствора)

$C_M(CuSO_4) = 0,2$ моль/л (молярная концентрация раствора)

$V_{p-pa} = 0,5$ л

Найти:

$m(CuSO_4 \cdot 5H_2O)$ — массу медного купороса.

Решение:

1. Рассчитаем необходимое количество вещества (в молях) сульфата меди (II) для приготовления раствора заданной концентрации и объема.

$n(CuSO_4) = C_M(CuSO_4) \cdot V_{p-pa} = 0,2 \text{ моль/л} \cdot 0,5 \text{ л} = 0,1 \text{ моль}$

2. Для приготовления раствора используется медный купорос $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. В одной формульной единице медного купороса содержится одна формульная единица сульфата меди. Следовательно, количество вещества медного купороса равно количеству вещества сульфата меди:

$n(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = n(CuSO_4) = 0,1 \text{ моль}$

3. Рассчитаем молярную массу медного купороса $CuSO_4 \cdot 5H_2O$. Округляем атомные массы до целых чисел (Cu - 64, S - 32, O - 16, H - 1).

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

$M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 + 5 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 64 + 32 + 64 + 5 \cdot 18 = 160 + 90 = 250 \text{ г/моль}$

4. Найдем массу медного купороса, которую необходимо взять для приготовления раствора:

$m(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = n(CuSO_4 \cdot 5H_2O) \cdot M(CuSO_4 \cdot 5H_2O) = 0,1 \text{ моль} \cdot 250 \text{ г/моль} = 25 \text{ г}$

Ответ: 25 г $CuSO_4 \cdot 5H_2O$.

3. Дано:

$V(KOH) = 10$ мл (объем раствора гидроксида калия)

$C(KOH) = 0,15$ моль/л (концентрация гидроксида калия)

$C(HCl) = 0,05$ моль/л (концентрация соляной кислоты)

$V(KOH) = 0,01$ л

Найти:

$V(HCl)$ — объем раствора соляной кислоты.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации соляной кислоты гидроксидом калия:

$HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$

2. Из уравнения реакции видно, что соляная кислота и гидроксид калия реагируют в мольном соотношении 1:1. Это означает, что для полной нейтрализации количество вещества кислоты ($n(HCl)$) должно быть равно количеству вещества щелочи ($n(KOH)$):

$n(HCl) = n(KOH)$

3. Так как $n = C \cdot V$, то для точки эквивалентности справедливо соотношение:

$C(HCl) \cdot V(HCl) = C(KOH) \cdot V(KOH)$

4. Выразим из этого уравнения искомый объем соляной кислоты $V(HCl)$:

$V(HCl) = \frac{C(KOH) \cdot V(KOH)}{C(HCl)}$

5. Подставим числовые значения. Удобно оставить объем в миллилитрах, тогда и ответ будет в миллилитрах.

$V(HCl) = \frac{0,15 \text{ моль/л} \cdot 10 \text{ мл}}{0,05 \text{ моль/л}} = \frac{1,5}{0,05} \text{ мл} = 30 \text{ мл}$

Ответ: 30 мл.