Номер 57, страница 109 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 10. Металлы - номер 57, страница 109.

Условие.

57. При прокаливании 69,5 г кристаллогидрата сульфата железа(II) образуется 38 г безводной соли. Определите формулу кристаллогидрата.

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса кристаллогидрата сульфата железа(II) $m(FeSO_4 \cdot nH_2O) = 69,5$ г

масса безводной соли сульфата железа(II) $m(FeSO_4) = 38$ г

$m(FeSO_4 \cdot nH_2O) = 0,0695$ кг

$m(FeSO_4) = 0,038$ кг

Найти:

Формулу кристаллогидрата - $n$

Решение:

Общая формула кристаллогидрата сульфата железа(II) - $FeSO_4 \cdot nH_2O$. При прокаливании вся кристаллизационная вода испаряется, оставляя безводную соль. Уравнение реакции:

$FeSO_4 \cdot nH_2O \xrightarrow{t^\circ C} FeSO_4 + nH_2O\uparrow$

1. Найдем массу воды, которая содержалась в кристаллогидрате. Она равна разности масс кристаллогидрата и безводной соли:

$m(H_2O) = m(FeSO_4 \cdot nH_2O) - m(FeSO_4) = 69,5 \text{ г} - 38 \text{ г} = 31,5 \text{ г}$

2. Чтобы определить значение $n$ в формуле, необходимо найти соотношение количеств вещества (в молях) безводной соли и воды.

Вычислим молярные массы сульфата железа(II) и воды, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(Fe) = 56$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса сульфата железа(II) ($FeSO_4$):

$M(FeSO_4) = 56 + 32 + 4 \cdot 16 = 152$ г/моль

Молярная масса воды ($H_2O$):

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

3. Рассчитаем количество вещества ($\nu$) для безводной соли и воды по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

Количество вещества сульфата железа(II):

$\nu(FeSO_4) = \frac{m(FeSO_4)}{M(FeSO_4)} = \frac{38 \text{ г}}{152 \text{ г/моль}} = 0,25$ моль

Количество вещества воды:

$\nu(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{31,5 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 1,75$ моль

4. Соотношение количеств вещества соли и воды в кристаллогидрате равно соотношению их стехиометрических коэффициентов в формуле:

$\nu(FeSO_4) : \nu(H_2O) = 1 : n$

Отсюда найдем $n$:

$n = \frac{\nu(H_2O)}{\nu(FeSO_4)} = \frac{1,75 \text{ моль}}{0,25 \text{ моль}} = 7$

Таким образом, на одну молекулу сульфата железа(II) приходится 7 молекул воды.

Ответ: формула кристаллогидрата - $FeSO_4 \cdot 7H_2O$.