Учебник О.С. Габриеляна — одно из лучших пособий для изучения химии в 8-м классе. Материал изложен доступно, логично структурирован и дополнен красочными иллюстрациями, что делает обучение увлекательным и понятным.
Преимущества учебника:
1. Понятное изложение — сложные темы объяснены простым языком.
2. Практическая направленность — множество лабораторных работ и заданий.
3. Иллюстрации и схемы — помогают лучше усваивать материал.
4. Разноуровневые задания — от простых вопросов до сложных задач.
5. Связь с жизнью — примеры применения химии в реальной жизни.
Учебник сочетает доступность, практическую направленность и увлекательную подачу материала, что делает его отличным выбором для изучения химии и развития интереса к предмету.
ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 41 Вопрос 4 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы
В 420 мл воды растворили 40 г оксида серы (VI). Вычислите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
Дано:
Объем воды: \(V(\text{H}_2\text{O})=420 \text{ мл}\)
Масса оксида серы (VI): \(m(\text{SO}_3)=40 \text{ г}\)
Молярная масса оксида серы (VI): \(M(\text{SO}_3)=80 \text{ г/моль}\)
Молярная масса серной кислоты: \(M(\text{H}_2\text{SO}_4)=98 \text{ г/моль}\)
Найти массовую долю серной кислоты в растворе: \(\omega(\text{H}_2\text{SO}_4)=?\)
Уравнение реакции:
\(\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4\)
Поскольку плотность воды примерно равна 1 г/мл, то масса воды равна объему:
\(420 \text{ мл } \text{H}_2\text{O} = 420 \text{ г } \text{H}_2\text{O}\)
Количество вещества оксида серы (VI):
\(n(\text{SO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{40}{80} = 0,5 \text{ моль}\)
Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты будет равно количеству вещества оксида серы (VI):
| SO₃ | H₂SO₄ |
|---|---|
| 0,5 моль | x моль |
| 1 молекула | 1 молекула |
Следовательно, \(x = n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0,5 \text{ моль}\)
Масса серной кислоты:
\(m(\text{H}_2\text{SO}_4) = n \cdot M = 0,5 \cdot 98 = 49 \text{ г}\)
Общая масса раствора:
\(m(\text{раствора}) = m(\text{H}_2\text{O}) + m(\text{SO}_3) = 420 + 40 = 460 \text{ г}\)
Массовая доля серной кислоты:
\(\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{m(\text{раствора})} = \frac{49}{460} = 0,1065 = 10,65\%\)
Ответ: массовая доля серной кислоты в растворе составляет \(10,65\%\).
Цель задачи: Мы хотим узнать, какой процент от общей массы полученного раствора составляет серная кислота. Это называется «массовая доля».
1. Исходные данные (Что нам дано?)
— Объем воды: \(V(\text{H}_2\text{O})=420 \text{ мл}\)
Это объем растворителя – воды, в которой будет происходить реакция и формироваться раствор.
— Масса оксида серы (VI): \(m(\text{SO}_3)=40 \text{ г}\)
Это масса вещества, которое мы растворяем в воде. Оксид серы (VI) – это газ или твердое вещество, которое очень активно реагирует с водой.
— Молярная масса оксида серы (VI): \(M(\text{SO}_3)=80 \text{ г/моль}\)
Молярная масса показывает, сколько граммов весит один моль данного вещества. Это константа для \(\text{SO}_3\).
— Молярная масса серной кислоты: \(M(\text{H}_2\text{SO}_4)=98 \text{ г/моль}\)
Аналогично, это молярная масса продукта реакции – серной кислоты.
Что нужно найти:
— Массовая доля серной кислоты в растворе: \(\omega(\text{H}_2\text{SO}_4)=?\)
Массовая доля (\(\omega\)) – это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора, выраженное в долях единицы или в процентах.
2. Уравнение химической реакции
\(\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4\)
Это очень важный шаг. Он показывает, как оксид серы (VI) взаимодействует с водой.
- \(\text{SO}_3\) (оксид серы (VI)) – исходное вещество.
- \(\text{H}_2\text{O}\) (вода) – другое исходное вещество.
- \(\text{H}_2\text{SO}_4\) (серная кислота) – продукт реакции, который и будет растворен в воде.
Это уравнение сбалансировано, то есть количество атомов каждого элемента одинаково с обеих сторон. Это означает, что одна молекула \(\text{SO}_3\) реагирует с одной молекулой \(\text{H}_2\text{O}\) и образует одну молекулу \(\text{H}_2\text{SO}_4\). Это соотношение 1:1:1 по молекулам, а значит, и по молям.
3. Перевод объема воды в массу
Поскольку плотность воды при стандартных условиях (и в большинстве практических задач, если не указано иное) принимается равной 1 г/мл, это означает, что 1 миллилитр воды весит 1 грамм.
\(420 \text{ мл } \text{H}_2\text{O} = 420 \text{ г } \text{H}_2\text{O}\)
Это нужно для дальнейшего расчета общей массы раствора.
4. Расчет количества вещества оксида серы (VI)
«Количество вещества» (обозначается \(n\)) измеряется в молях и показывает, сколько «порций» вещества у нас есть. Один моль любого вещества содержит одинаковое количество частиц (число Авогадро).
Формула для расчета количества вещества:
\(n = \frac{\text{масса (m)}}{\text{молярная масса (M)}}\)
Подставляем наши значения для \(\text{SO}_3\):
\(n(\text{SO}_3) = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}\)
Это означает, что у нас есть 0,5 моля оксида серы (VI).
5. Определение количества вещества серной кислоты
Здесь мы используем стехиометрию реакции (соотношение веществ в реакции), которую мы определили в пункте 2.
По уравнению реакции \(\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4\), мы видим, что 1 моль \(\text{SO}_3\) образует 1 моль \(\text{H}_2\text{SO}_4\).
Поскольку у нас было 0,5 моля \(\text{SO}_3\), то и серной кислоты образуется столько же:
\(n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0,5 \text{ моль}\)
6. Расчет массы серной кислоты
Теперь, зная количество молей серной кислоты, мы можем найти ее массу.
Формула для расчета массы:
\(m = \text{количество вещества (n)} \cdot \text{молярная масса (M)}\)
Подставляем значения для \(\text{H}_2\text{SO}_4\):
\(m(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0,5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}\)
Это масса чистой серной кислоты, которая образовалась в результате реакции.
7. Расчет общей массы раствора
Раствор состоит из всех веществ, которые в нем находятся. В данном случае, это вода, которая была изначально, и оксид серы (VI), который, хоть и прореагировал, но его масса все равно вошла в общую массу системы.
Важно понимать, что масса \(\text{SO}_3\) не исчезла, она просто «превратилась» в часть массы \(\text{H}_2\text{SO}_4\), но при расчете общей массы раствора мы складываем массы всех компонентов, которые были добавлены.
\(m(\text{раствора}) = \text{масса воды} + \text{масса оксида серы (VI)}\)
\(m(\text{раствора}) = 420 \text{ г} + 40 \text{ г} = 460 \text{ г}\)
8. Расчет массовой доли серной кислоты
Массовая доля (\(\omega\)) показывает, какую часть от общей массы раствора составляет интересующее нас вещество.
Формула для массовой доли:
\(\omega(\text{вещества}) = \frac{\text{масса вещества}}{\text{общая масса раствора}}\)
Чтобы выразить в процентах, результат умножают на 100%.
Подставляем наши значения:
\(\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{49 \text{ г}}{460 \text{ г}}\)
Вычисляем:
\(\frac{49}{460} \approx 0,1065\)
Чтобы перевести в проценты, умножаем на 100%:
\(0,1065 \cdot 100\% \approx 10,65\%\)
Итоговый ответ:
Массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет 10,65%.
Любой навык лучше отрабатывать самостоятельной практикой, и решение задач — не исключение. Прежде чем обратиться к подсказкам, стоит попробовать справиться с заданием, опираясь на свои знания. Если дойти до конца удалось — проверить ответ и в случае расхождений сверить своё решение с правильным.