Номер 13, страница 64 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Используя график зависимости растворимости веществ от температуры (рис. 1), определите массу кристаллов хлорида аммония $NH_4Cl$, которые образуются при охлаждении 100 г насыщенного раствора этой соли от $t = 90^\circ C$ до $t = 30^\circ C$.

Рис. 1. Зависимость растворимости веществ от температуры

Дано:

Масса насыщенного раствора хлорида аммония, $m_{\text{раствора}} = 100 \text{ г}$
Начальная температура, $t_1 = 90 ^\circ\text{С}$
Конечная температура, $t_2 = 30 ^\circ\text{С}$

Найти:

Массу выпавших кристаллов $NH_4Cl$, $m_{\text{кристаллов}}$

Решение:

1. По графику зависимости растворимости от температуры находим растворимость хлорида аммония ($NH_4Cl$) при начальной и конечной температурах. Растворимость показывает, какая масса вещества может раствориться в 100 г воды для образования насыщенного раствора.

• При $t_1 = 90 ^\circ\text{С}$, растворимость $S_1(\text{NH}_4\text{Cl})$ составляет 70 г на 100 г $H_2O$.
• При $t_2 = 30 ^\circ\text{С}$, растворимость $S_2(\text{NH}_4\text{Cl})$ составляет 40 г на 100 г $H_2O$.

2. Рассчитаем состав 100 г насыщенного раствора при $t_1 = 90 ^\circ\text{С}$.

При $90 ^\circ\text{С}$ в 100 г воды растворяется 70 г $NH_4Cl$. Масса такого насыщенного раствора будет: $m_{\text{раствора (1)}} = m(\text{H}_2\text{O}) + m_1(\text{NH}_4\text{Cl}) = 100 \text{ г} + 70 \text{ г} = 170 \text{ г}$

Найдем, сколько соли и воды содержится в 100 г этого раствора, используя пропорцию.

Масса соли в 100 г раствора: $m_1(\text{NH}_4\text{Cl})_{\text{в 100 г р-ра}} = \frac{70 \text{ г соли}}{170 \text{ г раствора}} \cdot 100 \text{ г раствора} = \frac{700}{17} \approx 41,18 \text{ г}$

Масса воды в 100 г раствора: $m(\text{H}_2\text{O})_{\text{в 100 г р-ра}} = 100 \text{ г} - m_1(\text{NH}_4\text{Cl}) = 100 \text{ г} - \frac{700}{17} \text{ г} = \frac{1700 - 700}{17} \text{ г} = \frac{1000}{17} \approx 58,82 \text{ г}$

3. Рассчитаем, какая масса $NH_4Cl$ может остаться растворенной в полученном количестве воды ($\approx 58,82$ г) при охлаждении раствора до $t_2 = 30 ^\circ\text{С}$.

При $30 ^\circ\text{С}$ в 100 г воды растворяется 40 г $NH_4Cl$. Составим пропорцию, чтобы найти массу соли ($m_2$), которая останется в растворе:

$m_2(\text{NH}_4\text{Cl}) = \frac{40 \text{ г соли}}{100 \text{ г воды}} \cdot m(\text{H}_2\text{O})_{\text{в 100 г р-ра}} = \frac{40}{100} \cdot \frac{1000}{17} \text{ г} = \frac{400}{17} \approx 23,53 \text{ г}$

4. Найдем массу кристаллов, выпавших в осадок. Она равна разности между начальной массой соли в растворе и массой соли, оставшейся в растворе после охлаждения.

$m_{\text{кристаллов}} = m_1(\text{NH}_4\text{Cl}) - m_2(\text{NH}_4\text{Cl}) = \frac{700}{17} \text{ г} - \frac{400}{17} \text{ г} = \frac{300}{17} \text{ г} \approx 17,65 \text{ г}$

Округляя до десятых, получаем 17,6 г.

Ответ: масса образовавшихся кристаллов $NH_4Cl$ составляет примерно 17,6 г.