ГДЗ / ОТВЕТЫ Химия 9 класc Габриелян О.С. §20 Вода.
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
Упражнение 1 
Какое строение имеет молекула воды? Молекула воды имеет угловое строение: входящие в её состав атомы образуют равнобедренный треугольник, в основании которого находятся два атома водорода, а в вершине ― атом кислорода. Межъядерные расстояния O–H близки к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно 0,15 нм, угол между связями H–O–H равен 104,5°.
За счёт какой химической связи она образуется? За счет ковалентной химической связи (связи O–H являются полярными за счет более высокой электроотрицательности кислорода). В целом молекула воды является полярной (диполем).
Какие другие типы химических связей вы знаете? Ковалентная неполярная, ионная, металлическая, водородная.

Упражнение 2 
Какая связь называется водородной? Водородная связь химическая связь между частично положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и частично отрицательно заряженным атомом другой молекулы.
Как она определяет физические свойства воды? Вода имеет аномально высокую температуру кипения и плавления, как для низкомолекулярного вещества (т.е. имеющего небольшую молекулярную массу), жидкое агрегатное состояние при обычных условиях, способность растворять многие вещества.

Упражнение 3
Какие аномалии физических свойств воды вы знаете?
 высокие температуры плавления и кипения;
― высокие значения теплоты плавления и теплоты парообразования;
― высокая удельная теплоёмкость;
― расширение при замерзании и максимальная плотность воды при 40С;
― высокое поверхностное натяжение;
― зависимость вязкости от давления и температуры.

Какую роль они играют в природе?
Физические свойства воды определяют многие физико-химические и биолигические процессы на Земле.
Вода при нормальных условиях находится в жидком состоянии (аналогичные водородные соединения других элементов являются газами) и является основным растворителем в клетках живых организмов.
Плотность воды больше плотности льда, благодаря этому лед плавает на поверхности воды, поэтому реки и озёра зимой не промерзают до дна, что очень важно для обитателей водойомов зимой. 
Процессы таяние снега или льда и испарения воды связаны с огромными тепловыми затратами, поэтому происходят постепенно и сезоны года меняются не резко, а плавно: лето, осень, зима, весна.
Поверхностное натяжение собирает воду в капли, вода обладает свойством капиллярности, благодаря чему грунтовые воды смачивают верхние слои почвы.

Благодаря высокой удельной теплоёмкости воды водные басейны регулируют температуру на нашей планете.
Вязкость воды с ростом давления при температуре ниже 300С значительно уменьшается, поэтому активность организмов, живущих в низкотемпературной среде, не сильно зависит от их температур.

Упражнение 4 Растворение называют физико-химическим процессом. Как растворимость характеризует свойства воды?
Вода важнейший растворитель в живой и неживой природе.
Как по этому признаку делятся вещества? Для ответа на вопрос обратитесь к таблице растворимости. 
По растворимости в воде вещества делятся на растворимые, малорастворимые и нерастворимые.
По отношению к воде все вещества делятся на два типа: гидрофильные и гидрофобные.

Упражнение 5 Какие вещества называются гидрофильными, а какие гидрофобными? Приведите примеры.
Гидрофильные вещества хорошо растворимы в воде, к ним относятся соли, спирты, кислоты и др.
Гидрофобные, плохо растворимые в воде вещества, к ним относятся жиры, пластмассы и др.


Упражнение 6 Перечислите химические свойства воды, иллюстрируя их уравнениями соответствующих реакций.
1. Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Ca + 2H2O =Ca(OH)2 + H2
2. Взаимодействие с основными и кислотными оксидами:
H2O + Na2O = 2NaOH
H2O + SO3 = H2SO4

3. Разложение воды (под действием света, электрического тока или температуры свыше 1500°C):
2H2O t⟶ 2H2 + O2
Гидролиз:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

Какую роль играют эти свойства в природе? Фотосинтез основной поставщик кислорода в атмосферу, а из глюкозы в ходе дальнейших превращений возникает поразительное многообразие органических соединений.
Реакция фотосинтеза:

6CO2 + 6H2O hv,хлорофилл⟶ C6H12O6 + 6O2

Упражнение 7 В 80 мл воды растворили 80 г медного купороса CuSO45H2O. Какой стала массовая доля сульфата меди (II) в полученном растворе?
Дано: m(CuSO4•5H2O)=80 г, V(H2O)=80 мл
Найти: ω(CuSO4) -?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем молярную массу медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•(H2O)=160+5•18=250 г/моль,
где
Mr(CuSO4)=Ar(Сu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Для вычисления массы CuSO4 составляем пропорцию и решаем ее:
в 250 г CuSO4•5H2O содержится 160 г CuSO4, a
в 80 г CuSO4•5H2O х г CuSO4
250 г / 80 г = 160 г / х г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 250 г = 160 г • 80 г
х=m(CuSO4)=160 г • 80 г : 250 г=51,2 г

3. Рассчитываем массу воды.
m(H2O)=ρ(H2O)V(H2O)=80 мл • 1 г/мл=80 г. Поскольку ρ(Н2О)=1 г/мл, то для воды объём численно равен массе, поэтому данное действие не является обязательным.
4. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(CuSO4•5H2O)+m(H2O)=80 г + 80 г=160 г
5. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4):m(раствора)•100%=51,2 г : 160 г•100%=32%
2-й способ
1. Вычисляем молярную массу медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•(H2O)=160+5•18=250 г/моль
, где
Mr(CuSO4)=Ar(Сu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Вычисляем количество вещества медного купороса массой 80 г по формуле n=m/M, где M молярный объём.
n(CuSO4•5H2O)=m(CuSO4•5H2O)/М(CuSO4•5H2O)=80 г: 250 г/моль=0,32 моль
3. Рассчитываем количество вещества CuSO4 в 0,32 моль медного купороса.
1 моль медного купороса CuSO4•5H2O содержит 1 моль соли CuSO4, количество вещества одинаковое, поэтому
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O)=0,32 моль
4. Вычисляем массу CuSO4 в количестве вещества 0,32 моль по формуле m=n•M, где M молярный объём.
m(CuSO4)=n(CuSO4)•М(CuSO4)=0,32 моль • 160 г/моль=51,2 г
5. Рассчитываем массу воды:

m(H2O)=ρ(H2O)V(H2O)=80 мл •1 г/мл=80 г. Поскольку ρ(Н2О)=1 г/мл, то для воды объём численно равен массе, поэтому данное действие не является обязательным.
6. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(CuSO4•5H2O)+m(H2O)=80 г + 80 г=160 г
7. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4):m(раствора)•100%=51,2 г : 160 г•100%=32%
3-й способ
1. Вычисляем молярную массу медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•(H2O)=160+5•18=250 г/моль
, где
Mr(CuSO4)=Ar(Сu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Вычисляем массовую долю CuSO4 в 1 моль медного купороса.
ω(CuSO4)=M(CuSO4)/M(CuSO4•5H2O)=160/250=0,64
3. Рассчитываем массу CuSO4 в медном купоросе массой 80 г.
m(CuSO4)=ω(CuSO4)•m(CuSO4•5H2O)=0,64 • 80 г=51,2 г
4. Рассчитываем массу воды.
m(H2O)=ρ(H2O)V(H2O)=80 мл •1 г/мл=80 г. Поскольку ρ(Н2О)=1 г/мл, то для воды объём численно равен массе, поэтому данное действие не является обязательным.
5. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(CuSO4•5H2O)+m(H2O)=80 г + 80 г=160 г
6. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4):m(раствора)•100%=51,2 г : 160 г•100%=32%

Ответ: ω(CuSO4)=32%


Упражнение 8 Для наложения гипсовой повязки хирург использовал 290 г алебастра. Какое количество вещества воды было израсходовано в результате превращения алебастра в гипс? Какова масса гипса?
Дано: m(CaSO4•0,5H2O)=290 г
Найти: n(H2O)-?, m(CaSO4•2H2O)-?
Решение

1-й способ
1. Вычисляем молярную массу алебастра и гипса.
M(CaSO4•0,5H2O)=M(CaSO4)+0,5•(H2O)=136+0,5•18=145 г/моль
,где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

M(CaSO4•2H2O)=M(CaSO4)+2•(H2O)=136+2•18=172 г/моль, где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Вычисляем количество вещества алебастра массой 290 г по формуле n=m/M, где M молярный объём.
n(CaSO4•0,5H2O)=m(CaSO4•0,5H2O)/М(CuSO4•0,5H2O)=290 г: 145 г/моль=2 моль
3. Составим условное химическое уравнение:
CaSO40,5H2O + 1,5H2O = CaSO42H2O

По уравнению реакции n(CaSO40,5H2O):n(H2O):n(CaSO4•2H2O)=1:1,5:1, поэтому:

n(H2O)=1,5n(CaSO40,5H2O)=1,5•2 моль=3 моль
n(CaSO42H2O)=n(CaSO40,5H2O)=2 моль

4. Вычисляем массу гипса в количестве вещества 2 моль по формуле: m=nM, где M молярный объём.
m(CaSO42H2O)=n(CaSO42H2O)M(CaSO42H2O)=2 моль  172 г/моль=344 г

2-й способ
1. Вычисляем молярную массу алебастра и гипса.
M(CaSO4•0,5H2O)=M(CaSO4)+0,5•(H2O)=136+0,5•18=145 г/моль
,где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

M(CaSO4•2H2O)=M(CaSO4)+2•(H2O)=136+2•18=172 г/моль, где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Вычисляем количество вещества алебастра массой 290 г по формуле n=m/M.
M(CaSO4•0,5H2O)=M(CaSO4)+0,5•(H2O)=136+0,5•18=145 г/моль
n(CaSO4•0,5H2O)=m(CaSO4•0,5H2O)/М(CuSO4•0,5H2O)=290 г: 145 г/моль=2 моль

3. Составим условное химическое уравнение:
CaSO40,5H2O + 1,5H2O = CaSO42H2O

По уравнению реакции n(CaSO40,5H2O):n(H2O)=1:1,5, поэтому:

n(H2O)=1,5n(CaSO40,5H2O)=1,5•2 моль=3 моль

4. Вычисляем массу воды в количестве вещества 1,5 моль по формуле: m=nM, где M молярный объём.
M(H2O)=18 г/моль
m(H2O)=n(H2O)M(H2O)=3 моль  18 г/моль=54 г

5. Рассчитываем массу гипса.
m(CaSO4•2H2O)=m(CaSO40,5H2O)+m(H2O)=290 г + 54 г = 344 г

3-й способ
1. Вычисляем молярную массу алебастра и гипса.
M(CaSO4•0,5H2O)=M(CaSO4)+0,5•(H2O)=136+0,5•18=145 г/моль
,где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

M(CaSO4•2H2O)=M(CaSO4)+2•(H2O)=136+2•18=172 г/моль, где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Для вычисления массы CaSO4 составляем пропорцию и решаем ее:
в 145 г CaSO4•0,5H2O содержится 136 г CaSO4, a
в 290 г CaSO4•0,5H2O х г CuSO4
145 г / 290 г = 136 г / х г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 145 г = 136 г • 290 г
х=m(CaSO4)=136 г • 290 г : 145 г=272 г

3. Для вычисления массы гипса CaSO4•5H2O составляем пропорцию и решаем ее:
136 г CaSO4 содержится в 172 г CaSO4•2H2O, a
272 г CaSO4 х г CaSO4•2H2O
136 г / 272 г = 172 г / х г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 136 г = 172 г • 272 г
х=m(CaSO4•2H2O)=172 г • 272 г : 136 г=344 г

4. Рассчитываем массу воды, что была израсходована.
m(H2O)=m(CaSO4•2H2O)-m(CaSO4•0,5H2O)=344 г - 290 г=54 г
5. Вычисляем количество вещества воды, что была израсходована, по формуле n=m/M.
n(H2O)=m(H2O)/М(H2O)=54 г: 18 г/моль=3 моль
4-й способ
1. Вычисляем молярную массу алебастра и гипса.
M(CaSO4•0,5H2O)=M(CaSO4)+0,5•(H2O)=136+0,5•18=145 г/моль
,где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

M(CaSO4•2H2O)=M(CaSO4)+2•(H2O)=136+2•18=172 г/моль, где
Mr(CaSO4)=Ar(Сa)+Ar(S)+4•Ar(O)=40+32+4•16=136, поэтому M(CaSO4)=136 г/моль,
Mr2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль

2. Вычисляем массовую долю CaSO4 в 1 моль алебастра.
ω(CaSO4)=M(CaSO4)/M(CaSO4•0,5H2O)=136/145=0,938

3. Вычисляем массовую долю CaSO4 в 1 моль гипса.
ω(CaSO4)=M(CaSO4)/M(CaSO4•5H2O)=136/172=0,791

4. Рассчитываем массу CaSO4 в алебастре массой 290 г.
m(CaSO4)=ω(CaSO4)•m(CaSO4•0,5H2O)=0,938 • 290 г=272 г

5. Рассчитываем массу гипса, содержащего 272 г соли CaSO4.
m(CaSO4•0,5H2O)=m(CaSO4):ω(CaSO4)=272 г:0,791=344 г

6. Рассчитываем массу воды, что была израсходована.
m(H2O)=m(CaSO4•2H2O)-m(CaSO4•0,5H2O)=344 г - 290 г=54 г
7. Вычисляем количество вещества воды, что была израсходована, по формуле n=m/M.
n(H2O)=m(H2O)/М(H2O)=54 г: 18 г/моль=3 моль
Ответ: 3 моль воды и 344 г гипса.

%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?