Номер 8-67, страница 102 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-67. К 378,1 г воды добавили 21,9 г кристаллогидрата хлорида кальция $CaCl_2 \cdot 6H_2O$. Вычислите массовую долю хлорида кальция в образовавшемся растворе.

8-67.

Дано:

Найти:

Решение:

Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) вычисляется по формуле:

$\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$

Для решения задачи необходимо найти массу растворенного вещества (безводного хлорида кальция $CaCl_2$) и общую массу полученного раствора.

1. Найдем молярные массы хлорида кальция ($CaCl_2$) и его кристаллогидрата ($CaCl_2 \cdot 6H_2O$). Для расчетов используем относительные атомные массы элементов: $Ar(Ca) = 40$, $Ar(Cl) = 35,5$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса хлорида кальция:

$M(CaCl_2) = Ar(Ca) + 2 \cdot Ar(Cl) = 40 + 2 \cdot 35,5 = 111$ г/моль.

Молярная масса воды:

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

Молярная масса кристаллогидрата хлорида кальция:

$M(CaCl_2 \cdot 6H_2O) = M(CaCl_2) + 6 \cdot M(H_2O) = 111 + 6 \cdot 18 = 111 + 108 = 219$ г/моль.

2. Рассчитаем массу безводного хлорида кальция ($CaCl_2$), которая содержится в 21,9 г кристаллогидрата. Сначала найдем количество вещества ($n$) кристаллогидрата.

$n(CaCl_2 \cdot 6H_2O) = \frac{m(CaCl_2 \cdot 6H_2O)}{M(CaCl_2 \cdot 6H_2O)} = \frac{21,9 \text{ г}}{219 \text{ г/моль}} = 0,1$ моль.

В одной формульной единице кристаллогидрата $CaCl_2 \cdot 6H_2O$ содержится одна формульная единица $CaCl_2$. Следовательно, количество вещества безводной соли равно количеству вещества кристаллогидрата:

$n(CaCl_2) = n(CaCl_2 \cdot 6H_2O) = 0,1$ моль.

Теперь можем найти массу безводного хлорида кальция:

$m(CaCl_2) = n(CaCl_2) \cdot M(CaCl_2) = 0,1 \text{ моль} \cdot 111 \text{ г/моль} = 11,1$ г.

3. Вычислим общую массу образовавшегося раствора. При растворении кристаллогидрата в воде и сам кристаллогидрат, и вода, в которой его растворяют, образуют раствор. Поэтому масса раствора равна сумме масс исходной воды и добавленного кристаллогидрата.

$m(\text{раствора}) = m(H_2O) + m(CaCl_2 \cdot 6H_2O) = 378,1 \text{ г} + 21,9 \text{ г} = 400,0$ г.

4. Рассчитаем массовую долю хлорида кальция в полученном растворе.

$\omega(CaCl_2) = \frac{m(CaCl_2)}{m(\text{раствора})} = \frac{11,1 \text{ г}}{400,0 \text{ г}} = 0,02775$.

Для выражения результата в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(CaCl_2) = 0,02775 \cdot 100\% = 2,775\%$.

Ответ: массовая доля хлорида кальция в образовавшемся растворе составляет 0,02775 или 2,775%.