Номер 3-81, страница 39 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

3-81. Вычислите массу никелевого купороса и объем воды, необходимый для приготовления 1550 г 10%-ного раствора сульфата никеля.

Дано:

Масса раствора сульфата никеля, $m_{\text{р-ра}} = 1550$ г
Массовая доля сульфата никеля, $w(\text{NiSO}_4) = 10\%$
Исходное вещество: никелевый купорос, $\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}$

$m_{\text{р-ра}} = 1550 \text{ г} = 1.55 \text{ кг}$

Найти:

$m(\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O})$ - ?
$V(\text{H}_2\text{O})$ - ?

Решение:

1. Вычислим массу безводного сульфата никеля ($\text{NiSO}_4$), которая должна содержаться в 1550 г 10%-ного раствора. Масса растворенного вещества ($m_{\text{в-ва}}$) находится по формуле:

$m_{\text{в-ва}} = m_{\text{р-ра}} \times w$

$m(\text{NiSO}_4) = 1550 \text{ г} \times 0.10 = 155$ г

2. Рассчитаем молярные массы сульфата никеля ($\text{NiSO}_4$) и никелевого купороса ($\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}$). Используем округленные относительные атомные массы: $Ar(\text{Ni}) \approx 59$, $Ar(\text{S}) \approx 32$, $Ar(\text{O}) \approx 16$, $Ar(\text{H}) \approx 1$.

Молярная масса $\text{NiSO}_4$:

$M(\text{NiSO}_4) = 59 + 32 + 4 \times 16 = 155$ г/моль

Молярная масса $\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}$:

$M(\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = M(\text{NiSO}_4) + 7 \times M(\text{H}_2\text{O}) = 155 + 7 \times (2 \cdot 1 + 16) = 155 + 7 \times 18 = 155 + 126 = 281$ г/моль

3. Найдем массу никелевого купороса, которая содержит 155 г безводного $\text{NiSO}_4$. Составим пропорцию на основе молярных масс:

В 281 г $\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}$ содержится 155 г $\text{NiSO}_4$.

В $x$ г $\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}$ содержится 155 г $\text{NiSO}_4$.

Отсюда находим массу кристаллогидрата $x$:

$x = m(\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) = \frac{155 \text{ г} \times 281 \text{ г}}{155 \text{ г}} = 281$ г

Следовательно, для приготовления раствора необходимо взять 281 г никелевого купороса.

4. Общая масса раствора (1550 г) представляет собой сумму массы никелевого купороса и массы добавленной воды. Вычислим массу воды, которую необходимо добавить:

$m_{\text{р-ра}} = m(\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O}) + m(\text{H}_2\text{O})$

$m(\text{H}_2\text{O}) = m_{\text{р-ра}} - m(\text{NiSO}_4 \cdot 7\text{H}_2\text{O})$

$m(\text{H}_2\text{O}) = 1550 \text{ г} - 281 \text{ г} = 1269$ г

5. Найдем объем воды. Принимая плотность воды $\rho(\text{H}_2\text{O})$ равной 1 г/мл, объем будет численно равен массе:

$V = \frac{m}{\rho}$

$V(\text{H}_2\text{O}) = \frac{1269 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 1269$ мл

Ответ: для приготовления раствора необходимо взять 281 г никелевого купороса и 1269 мл воды.