Номер 5-63, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-63. При взаимодействии бария с водой образовалось 17,1 г гидроксида бария. Вычислите массы реагентов, необходимых для получения данного количества продукта реакции.

Дано:

$m(Ba(OH)₂) = 17,1 \text{ г}$

В системе СИ: $m(Ba(OH)₂) = 0,0171 \text{ кг}$. Для удобства расчетов в химии обычно используют граммы и моли, поэтому оставим массу в граммах.

Найти:

$m(Ba) - ?$

$m(H₂O) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия металлического бария с водой. Барий — активный щелочноземельный металл, который реагирует с водой с образованием гидроксида и выделением водорода:

$Ba + 2H₂O \rightarrow Ba(OH)₂ + H₂ \uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, которые нам понадобятся для расчетов. Используем значения относительных атомных масс из Периодической системы Д. И. Менделеева:

• Молярная масса бария ($Ba$): $M(Ba) = 137 \text{ г/моль}$.
• Молярная масса воды ($H₂O$): $M(H₂O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$.
• Молярная масса гидроксида бария ($Ba(OH)₂$): $M(Ba(OH)₂) = 137 + 2 \cdot (16 + 1) = 137 + 34 = 171 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (в молях) гидроксида бария, образовавшегося в ходе реакции, используя формулу $n = m/M$:

$n(Ba(OH)₂) = \frac{m(Ba(OH)₂)}{M(Ba(OH)₂)} = \frac{17,1 \text{ г}}{171 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, найдем количество вещества реагентов — бария и воды. Соотношение молей реагирующих веществ и продуктов следующее:

$n(Ba) : n(H₂O) : n(Ba(OH)₂) = 1 : 2 : 1$

Отсюда следует, что количество вещества бария равно количеству вещества гидроксида бария:

$n(Ba) = n(Ba(OH)₂) = 0,1 \text{ моль}$

А количество вещества воды в два раза больше количества вещества гидроксида бария:

$n(H₂O) = 2 \cdot n(Ba(OH)₂) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

5. Вычислим массы бария и воды, которые вступили в реакцию, по формуле $m = n \cdot M$:

Масса бария:

$m(Ba) = n(Ba) \cdot M(Ba) = 0,1 \text{ моль} \cdot 137 \text{ г/моль} = 13,7 \text{ г}$

Масса воды:

$m(H₂O) = n(H₂O) \cdot M(H₂O) = 0,2 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 3,6 \text{ г}$

Ответ: для получения 17,1 г гидроксида бария необходимы следующие массы реагентов: 13,7 г бария и 3,6 г воды.