Номер 7, страница 262 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

7. Смесь оксида и гидроксида алюминия общей массой 41,4 г нагрели до окончания реакции и получили твердый остаток массой 30,6 г. Рассчитайте массовую долю гидроксида в исходной смеси веществ.

Дано:

$m(смеси) = 41,4 \text{ г}$

$m(остатка) = 30,6 \text{ г}$

Найти:

$\omega(Al(OH)_3)$ - ?

Решение:

При нагревании смеси оксида и гидроксида алюминия в реакцию разложения вступает только гидроксид алюминия. Оксид алюминия является термически устойчивым и не изменяется. Уравнение реакции разложения гидроксида алюминия:

$2Al(OH)_3 \xrightarrow{t} Al_2O_3 + 3H_2O\uparrow$

Уменьшение массы смеси происходит за счет выделения воды в виде пара. Найдем массу выделившейся воды:

$m(H_2O) = m(смеси) - m(остатка) = 41,4 \text{ г} - 30,6 \text{ г} = 10,8 \text{ г}$

Рассчитаем молярные массы воды и гидроксида алюминия:

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

$M(Al(OH)_3) = 27 + 3 \cdot (16 + 1) = 78 \text{ г/моль}$

Найдем количество вещества (моль) выделившейся воды:

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{10,8 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,6 \text{ моль}$

По уравнению реакции, соотношение количеств вещества гидроксида алюминия и воды составляет 2:3. Найдем количество вещества гидроксида алюминия, который разложился:

$n(Al(OH)_3) = \frac{2}{3} \cdot n(H_2O) = \frac{2}{3} \cdot 0,6 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

Теперь можем найти массу гидроксида алюминия в исходной смеси:

$m(Al(OH)_3) = n(Al(OH)_3) \cdot M(Al(OH)_3) = 0,4 \text{ моль} \cdot 78 \text{ г/моль} = 31,2 \text{ г}$

Наконец, рассчитаем массовую долю гидроксида алюминия в исходной смеси:

$\omega(Al(OH)_3) = \frac{m(Al(OH)_3)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{31,2 \text{ г}}{41,4 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 75,36\%$

Ответ: массовая доля гидроксида алюминия в исходной смеси составляет приблизительно 75,36%.