Опыт 1, страница 139 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Практическая работа №5

Приготовление растворов с заданной процентной и молярной концентрацией

Реактивы

Сахар (песок) – $C_{12}H_{22}O_{11}$, поваренная соль – $NaCl$, дистиллированная вода

Оборудование, посуда

Стакан на 250 мл, мерная колба на 50 мл, стеклянная палочка, технические и электронные весы, цилиндр, ареометр

Опыт 1

Задание

Приготовить 150 г 5%-ного раствора сахара.

Ход работы

1. Вычислите, какая масса сахара потребуется для приготовления данного раствора.

2. Взвесьте эту массу на технических весах в предварительно взвешенном на технических весах стаканчике.

3. Рассчитайте объем воды для растворения взятой навески.

4. Отмерьте мерным цилиндром этот объем воды.

5. Вылейте воду в стакан, растворите в ней сахар, перемешивая раствор стеклянной палочкой.

1. С какими из приведенных веществ будет взаимодействовать вода: Zn, Cu, SiO₂ (кварцевый песок), SO₃, NaCl?

Вода вступает в химические реакции с веществами в зависимости от их химической активности и условий. Рассмотрим каждое вещество:

- Zn (цинк): Активный металл. При обычных условиях реакция с водой идет очень медленно, но при высокой температуре (с водяным паром) цинк реагирует с водой с образованием оксида цинка и водорода: $Zn + H_2O \xrightarrow{t°} ZnO + H_2$.

- Cu (медь): Малоактивный металл, стоящий в ряду активности металлов после водорода, поэтому с водой не взаимодействует.

- SiO₂ (диоксид кремния): Кислотный оксид, являющийся основным компонентом кварцевого песка. Он химически инертен и с водой не реагирует.

- SO₃ (оксид серы(VI)): Кислотный оксид, который бурно реагирует с водой с выделением большого количества тепла, образуя серную кислоту: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$.

- NaCl (хлорид натрия): Соль, которая растворяется в воде. Этот процесс является физико-химическим (растворение и диссоциация на ионы), а не химической реакцией с образованием новых веществ.

Следовательно, вода вступает в химическую реакцию с SO₃ и Zn (при особых условиях).

Ответ: Вода будет взаимодействовать с SO₃ и Zn.

2. Напишите уравнения реакций взаимодействия: P₂O₅ + H₂O →, N₂O₅ + H₂O →

Оксид фосфора(V) и оксид азота(V) являются кислотными оксидами, которые при взаимодействии с водой образуют соответствующие кислоты.

- При реакции оксида фосфора(V) с водой образуется ортофосфорная кислота:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

- При реакции оксида азота(V) с водой образуется азотная кислота:

$N_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HNO_3$

Ответ: $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$; $N_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HNO_3$.

3. Сколько граммов воды соединится с 14,2 г безводного сульфата натрия при образовании кристаллогидрата Na₂SO₄ · 10H₂O?

Дано:

$m(Na_2SO_4) = 14.2$ г

Формула кристаллогидрата: $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$

Найти:

$m(H_2O)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции гидратации (присоединения воды):

$Na_2SO_4 + 10H_2O \rightarrow Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$

2. Вычислим молярные массы безводного сульфата натрия ($Na_2SO_4$) и воды ($H_2O$), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(Na) \approx 23$, $Ar(S) \approx 32$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

$M(Na_2SO_4) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142$ г/моль.

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

3. Найдем количество вещества ($n$) безводного сульфата натрия, содержащееся в 14,2 г:

$n(Na_2SO_4) = \frac{m(Na_2SO_4)}{M(Na_2SO_4)} = \frac{14.2 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} = 0.1$ моль.

4. Согласно уравнению реакции, для гидратации 1 моль $Na_2SO_4$ требуется 10 моль $H_2O$. Определим количество вещества воды, которое вступит в реакцию:

$n(H_2O) = 10 \cdot n(Na_2SO_4) = 10 \cdot 0.1 \text{ моль} = 1$ моль.

5. Рассчитаем массу необходимой воды:

$m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 1 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 18$ г.

Ответ: 18 г.