Химия
8 класс
Вопрос
Под стеклянным колпаком помещают в открытых сосудах 300 г насыщенного раствора сульфата магния и 30 г раствора безводного сульфата натрия. В результате поглощения паров воды сульфат натрия превращается в кристаллогидрат $Na_{2}SO_{4} \cdot 10H_{2}O$. Определите массу кристаллогидрата сульфата магния $MgSO_{4} \cdot 7H_{2}O$, выпавшего из раствора после окончания гидратации сульфата натрия. Растворимость сульфата магния равна 35,5 г на 100 г воды.
Ответ
Согласно условию задачи количество безводного сульфата натрия:
$\nu (Na_{2}SO_{4}) = \frac{30}{142} = 0,211 моль$.
Количество поглощённой сульфатом натрия воды:
$\nu (H_{2}O) = 10 \cdot \nu (Na_{2}SO_{4}) = 2,11 моль$.
Массовая доля $MgSO_{4}$ в насыщенном растворе сульфата магния:
$\omega (MgSO_{4}) = \frac{s}{s + 100} = \frac{35,5}{135,5} = 0,262$.
Масса $MgSO_{4}$ в исходном растворе составляла:
$m_{1}(MgSO_{4}) = 300 \cdot 0,262 = 78,6 г$.
Пусть из раствора выпало $x$ моль $MgSO_{4} \cdot 7H_{2}O$, тогда масса $MgSO_{4}$ в конечном растворе составит:
$m(MgSO_{4}) = m_{1} - x \cdot M(MgSO_{4}) = 78,6 - 120x$.
Массу конечного раствора рассчитаем следующим образом:
$m(раствора) = m_{нач} - m(H_{2}O) - m(осадка) = 300 - 2,11 \cdot 18 - x \cdot M(MgSO_{4} \cdot 7H_{2}O) = 262 - 246x$.
Массовая доля сульфата магния:
$\omega (MgSO_{4}) = \frac{m(MgSO_{4})}{m(р-ра)} = \frac{78,6 - 120x}{262-246x} = 0,262$,
откуда $x = 0,179 моль$.
Масса кристаллогидрата сульфата магния:
$m(MgSO_{4} \cdot 7H_{2}O) = 246x = 246 \cdot 0,179 = 44,0 г$.
Ответ: 44,0 г.