Номер 9, страница 154 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

9. В 50 г воды растворили 2,74 г бария. Определите массовую долю гидроксида бария в полученном растворе.

Дано:

$m(H_2O) = 50 \text{ г}$
$m(Ba) = 2,74 \text{ г}$

Найти:

$\omega(Ba(OH)_2) - ?$

Решение:

При растворении бария в воде происходит химическая реакция. Барий, как активный щелочноземельный металл, взаимодействует с водой с образованием гидроксида бария $Ba(OH)_2$ и выделением газообразного водорода $H_2$.

Запишем уравнение химической реакции:
$Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$

1. Найдем молярные массы веществ, которые потребуются для расчетов, используя периодическую таблицу химических элементов:
Молярная масса бария: $M(Ba) = 137 \text{ г/моль}$
Молярная масса гидроксида бария: $M(Ba(OH)_2) = 137 + (16 + 1) \cdot 2 = 171 \text{ г/моль}$
Молярная масса водорода: $M(H_2) = 1 \cdot 2 = 2 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) бария, вступившего в реакцию:
$n(Ba) = \frac{m(Ba)}{M(Ba)} = \frac{2,74 \text{ г}}{137 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль бария образуется 1 моль гидроксида бария и 1 моль водорода. Следовательно, соотношение количеств веществ следующее:
$n(Ba) : n(Ba(OH)_2) : n(H_2) = 1:1:1$
Это означает, что из 0,02 моль бария образуется 0,02 моль гидроксида бария и 0,02 моль водорода.
$n(Ba(OH)_2) = n(H_2) = 0,02 \text{ моль}$

4. Найдем массу образовавшегося гидроксида бария, который является растворенным веществом в конечном растворе:
$m(Ba(OH)_2) = n(Ba(OH)_2) \cdot M(Ba(OH)_2) = 0,02 \text{ моль} \cdot 171 \text{ г/моль} = 3,42 \text{ г}$

5. Найдем массу выделившегося водорода. Так как водород — это газ, он покидает раствор, и его массу нужно вычесть при расчете массы конечного раствора.
$m(H_2) = n(H_2) \cdot M(H_2) = 0,02 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 0,04 \text{ г}$

6. Рассчитаем массу конечного раствора. Она равна сумме масс исходных компонентов (воды и бария) минус масса улетевшего газа (водорода):
$m_{раствора} = m(H_2O) + m(Ba) - m(H_2) = 50 \text{ г} + 2,74 \text{ г} - 0,04 \text{ г} = 52,7 \text{ г}$

7. Определим массовую долю гидроксида бария в полученном растворе. Массовая доля ($\omega$) — это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженное в процентах.
$\omega(Ba(OH)_2) = \frac{m(Ba(OH)_2)}{m_{раствора}} \cdot 100\%$
$\omega(Ba(OH)_2) = \frac{3,42 \text{ г}}{52,7 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 6,49\%$

Ответ: массовая доля гидроксида бария в полученном растворе составляет 6,49%.