Номер 40, страница 67 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 7. Кислород, сера и их соединения - номер 40, страница 67.

Условие.

40. Заполните в тетради таблицу. Расчёты проведите, используя только данные таблицы.

Формула кристаллогидрата

$CaSO_4 \cdot 0.5H_2O$

Массовая доля соли

$w(Na_2SO_4) = 44 \%$

Массовая доля кристаллизационной воды

Название кристаллогидрата

Гептагидрат сульфата магния

Использование в медицине

Решение.

Решение 2.

Расчёты для столбца 1

Массовая доля соли и Массовая доля кристаллизационной воды

Дано:

Формула кристаллогидрата: $CaSO_4 \cdot 0,5H_2O$

Найти:

$w(CaSO_4)$ - массовую долю соли

$w(H_2O)$ - массовую долю кристаллизационной воды

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы безводной соли, воды и кристаллогидрата, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(Ca) = 40$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса сульфата кальция $CaSO_4$:

$M(CaSO_4) = Ar(Ca) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 40 + 32 + 4 \cdot 16 = 136 \text{ г/моль}$

Молярная масса воды $H_2O$:

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

Молярная масса кристаллогидрата $CaSO_4 \cdot 0,5H_2O$:

$M(CaSO_4 \cdot 0,5H_2O) = M(CaSO_4) + 0,5 \cdot M(H_2O) = 136 + 0,5 \cdot 18 = 136 + 9 = 145 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем массовые доли соли и воды в кристаллогидрате.

Массовая доля соли $w(CaSO_4)$:

$w(CaSO_4) = \frac{M(CaSO_4)}{M(CaSO_4 \cdot 0,5H_2O)} = \frac{136}{145} \approx 0,9379$ или $93,79\%$

Массовая доля воды $w(H_2O)$:

$w(H_2O) = \frac{0,5 \cdot M(H_2O)}{M(CaSO_4 \cdot 0,5H_2O)} = \frac{9}{145} \approx 0,0621$ или $6,21\%$

Проверка: $93,79\% + 6,21\% = 100\%$

Ответ: Массовая доля соли $w(CaSO_4) = 93,79\%$. Массовая доля кристаллизационной воды $w(H_2O) = 6,21\%$.

Название кристаллогидрата

Полугидрат сульфата кальция, также известный как жжёный гипс или алебастр.

Ответ: Полугидрат сульфата кальция (жжёный гипс, алебастр).

Использование в медицине

Применяется в травматологии для наложения гипсовых повязок с целью фиксации костных отломков при переломах.

Ответ: Наложение гипсовых повязок в травматологии.

Расчёты для столбца 2

Формула кристаллогидрата

Дано:

Кристаллогидрат сульфата натрия $Na_2SO_4 \cdot nH_2O$

$w(Na_2SO_4) = 44\% = 0,44$

Найти:

Формулу кристаллогидрата (значение $n$).

Решение:

1. Найдем массовую долю воды в кристаллогидрате:

$w(H_2O) = 100\% - w(Na_2SO_4) = 100\% - 44\% = 56\%$ или $0,56$

2. Рассчитаем молярные массы безводной соли и воды, используя относительные атомные массы: $Ar(Na) = 23$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(Na_2SO_4) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142 \text{ г/моль}$

$M(H_2O) = 18 \text{ г/моль}$

3. Соотношение массовых долей соли и воды равно соотношению их масс в составе кристаллогидрата. Обозначим формулу как $Na_2SO_4 \cdot nH_2O$.

$\frac{w(Na_2SO_4)}{w(H_2O)} = \frac{M(Na_2SO_4)}{n \cdot M(H_2O)}$

Подставим известные значения и решим уравнение относительно $n$:

$\frac{0,44}{0,56} = \frac{142}{n \cdot 18}$

$n = \frac{142 \cdot 0,56}{0,44 \cdot 18} = \frac{79,52}{7,92} \approx 10,04$

Поскольку число молекул воды должно быть целым, принимаем $n = 10$.

Следовательно, формула кристаллогидрата $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$.

Ответ: $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$.

Массовая доля кристаллизационной воды

Массовая доля воды была найдена в предыдущем расчёте.

Ответ: $w(H_2O) = 56\%$.

Название кристаллогидрата

Декагидрат сульфата натрия, также известный как глауберова соль или мирабилит.

Ответ: Декагидрат сульфата натрия (глауберова соль).

Использование в медицине

Применяется в качестве солевого слабительного средства.

Ответ: Слабительное средство.

Расчёты для столбца 3

Формула кристаллогидрата

Название "гептагидрат сульфата магния" указывает на состав: одна формульная единица сульфата магния ($MgSO_4$) и семь ("гепта") молекул воды ($H_2O$).

Ответ: $MgSO_4 \cdot 7H_2O$.

Массовая доля соли и Массовая доля кристаллизационной воды

Дано:

Формула кристаллогидрата: $MgSO_4 \cdot 7H_2O$

Найти:

$w(MgSO_4)$ - массовую долю соли

$w(H_2O)$ - массовую долю кристаллизационной воды

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы безводной соли, воды и кристаллогидрата, используя относительные атомные массы: $Ar(Mg) = 24$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса сульфата магния $MgSO_4$:

$M(MgSO_4) = Ar(Mg) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 120 \text{ г/моль}$

Молярная масса воды $M(H_2O) = 18 \text{ г/моль}$.

Молярная масса кристаллогидрата $MgSO_4 \cdot 7H_2O$:

$M(MgSO_4 \cdot 7H_2O) = M(MgSO_4) + 7 \cdot M(H_2O) = 120 + 7 \cdot 18 = 120 + 126 = 246 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем массовые доли соли и воды в кристаллогидрате.

Массовая доля соли $w(MgSO_4)$:

$w(MgSO_4) = \frac{M(MgSO_4)}{M(MgSO_4 \cdot 7H_2O)} = \frac{120}{246} \approx 0,4878$ или $48,78\%$

Массовая доля воды $w(H_2O)$:

$w(H_2O) = \frac{7 \cdot M(H_2O)}{M(MgSO_4 \cdot 7H_2O)} = \frac{126}{246} \approx 0,5122$ или $51,22\%$

Проверка: $48,78\% + 51,22\% = 100\%$

Ответ: Массовая доля соли $w(MgSO_4) = 48,78\%$. Массовая доля кристаллизационной воды $w(H_2O) = 51,22\%$.

Использование в медицине

Применяется как слабительное, желчегонное и спазмолитическое средство. Также известен как горькая или английская соль.

Ответ: Слабительное и желчегонное средство.

---

Итоговая заполненная таблица

	Столбец 1	Столбец 2	Столбец 3
Формула кристаллогидрата	$CaSO_4 \cdot 0,5H_2O$	$Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$	$MgSO_4 \cdot 7H_2O$
Массовая доля соли	$w(CaSO_4) = 93,79\%$	$w(Na_2SO_4) = 44\%$	$w(MgSO_4) = 48,78\%$
Массовая доля кристаллизационной воды	$w(H_2O) = 6,21\%$	$w(H_2O) = 56\%$	$w(H_2O) = 51,22\%$
Название кристаллогидрата	Полугидрат сульфата кальция (жжёный гипс, алебастр)	Декагидрат сульфата натрия (глауберова соль)	Гептагидрат сульфата магния (горькая соль)
Использование в медицине	Наложение гипсовых повязок в травматологии	Слабительное средство	Слабительное и желчегонное средство