Hòa tan 25g CuSO4.5H2O vào 175ml H2O. Tính C% và CM của dd từ đó suy ra khối lượ…
Đề bài cho chúng ta: Hòa tan 25g CuSO4.5H2O vào 175ml H2O. Tính C% và CM của dung dịch thu được, từ đó suy ra khối lượng riêng D.
Đầu tiên, thầy sẽ hướng dẫn các em từng bước một để giải bài toán này.
Bước 1: Tính khối lượng mol của CuSO4.5H2O.
Để tính được khối lượng mol, chúng ta cần biết nguyên tử khối của các nguyên tố có trong hợp chất này. Theo bảng tuần hoàn hóa học:
– Cu: 64 g/mol
– S: 32 g/mol
– O: 16 g/mol
– H: 1 g/mol
Vậy, khối lượng mol của CuSO4.5H2O sẽ là:
M(CuSO4.5H2O) = M(Cu) + M(S) + 4 M(O) + 5 (2 * M(H) + M(O))
M(CuSO4.5H2O) = 64 + 32 + 4 16 + 5 (2 * 1 + 16)
M(CuSO4.5H2O) = 64 + 32 + 64 + 5 * (2 + 16)
M(CuSO4.5H2O) = 64 + 32 + 64 + 5 * 18
M(CuSO4.5H2O) = 160 + 90
M(CuSO4.5H2O) = 250 g/mol
Bước 2: Tính số mol CuSO4.5H2O.
Chúng ta có khối lượng của CuSO4.5H2O là 25g.
Số mol (n) được tính bằng công thức: n = khối lượng / khối lượng mol.
n(CuSO4.5H2O) = 25g / 250 g/mol = 0.1 mol
Bước 3: Xác định khối lượng và số mol của CuSO4 trong dung dịch.
Khi CuSO4.5H2O tan trong nước, nó sẽ phân ly thành ion Cu2+, SO42- và nước. Quan trọng là, chất tan trong dung dịch lúc này là CuSO4 nguyên chất, không phải là CuSO4.5H2O.
Theo phương trình hóa học: CuSO4.5H2O –(to)–> CuSO4 + 5H2O
Từ phương trình này, ta thấy tỉ lệ mol giữa CuSO4.5H2O và CuSO4 là 1:1.
Do đó, số mol của CuSO4 trong dung dịch cũng là 0.1 mol.
Để tính khối lượng mol của CuSO4:
M(CuSO4) = M(Cu) + M(S) + 4 * M(O)
M(CuSO4) = 64 + 32 + 4 * 16
M(CuSO4) = 64 + 32 + 64
M(CuSO4) = 160 g/mol
Khối lượng của CuSO4 trong dung dịch là:
m(CuSO4) = n(CuSO4) * M(CuSO4)
m(CuSO4) = 0.1 mol * 160 g/mol = 16g
Bước 4: Tính khối lượng dung dịch.
Khối lượng dung dịch bằng khối lượng chất tan cộng với khối lượng dung môi.
Khối lượng của nước (dung môi) là 175ml. Vì khối lượng riêng của nước ở điều kiện thường xấp xỉ 1 g/ml, nên khối lượng nước là:
m(H2O) = 175 ml * 1 g/ml = 175g
Khối lượng dung dịch sau khi hòa tan:
m(dd) = m(CuSO4.5H2O) + m(H2O)
m(dd) = 25g + 175g = 200g
Bước 5: Tính nồng độ phần trăm (C%) của dung dịch.
Nồng độ phần trăm được tính theo công thức:
C% = (khối lượng chất tan / khối lượng dung dịch) * 100%
Trong trường hợp này, chất tan là CuSO4:
C% = (m(CuSO4) / m(dd)) * 100%
C% = (16g / 200g) * 100%
C% = 0.08 * 100%
C% = 8%
Vậy, nồng độ phần trăm của dung dịch là 8%.
Bước 6: Tính nồng độ mol (CM) của dung dịch.
Để tính nồng độ mol, chúng ta cần biết số mol chất tan và thể tích dung dịch (đo bằng lít).
Chúng ta đã có số mol CuSO4 là 0.1 mol (từ Bước 3).
Thể tích nước ban đầu là 175ml. Tuy nhiên, khi hòa tan chất rắn vào dung môi lỏng, thể tích dung dịch thu được có thể thay đổi một chút. Nhưng trong chương trình Hóa học lớp 9, chúng ta thường giả định thể tích dung dịch gần bằng thể tích dung môi ban đầu để đơn giản hóa bài toán, trừ khi có thông tin khác. Do đó, chúng ta coi thể tích dung dịch là 175ml.
Đổi thể tích dung dịch sang lít:
V(dd) = 175 ml = 0.175 lít
Nồng độ mol (CM) được tính theo công thức:
CM = số mol chất tan / thể tích dung dịch (lít)
CM = n(CuSO4) / V(dd)
CM = 0.1 mol / 0.175 lít
CM ≈ 0.5714 mol/lít
Vậy, nồng độ mol của dung dịch xấp xỉ 0.5714 M.
Bước 7: Suy ra khối lượng riêng (D) của dung dịch.
Khối lượng riêng (D) được tính theo công thức:
D = khối lượng dung dịch / thể tích dung dịch
Chúng ta có khối lượng dung dịch là 200g (từ Bước 4).
Chúng ta sử dụng thể tích dung dịch là 175ml (từ Bước 6). Lưu ý rằng việc sử dụng thể tích dung môi ban đầu để tính khối lượng riêng là một sự xấp xỉ.
D = m(dd) / V(dd)
D = 200g / 175ml
D ≈ 1.143 g/ml
Vậy, khối lượng riêng của dung dịch xấp xỉ 1.143 g/ml.
Tóm lại, sau khi thực hiện các bước trên, chúng ta thu được kết quả:
– C% = 8%
– CM ≈ 0.5714 M
– D ≈ 1.143 g/ml
Các em thấy đó, bài toán này giúp chúng ta ôn lại nhiều kiến thức quan trọng. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em cứ mạnh dạn hỏi thầy nhé. Chúc các em học tốt!
\(———–\)
\(n_{CuSO_4 .5H_2O}=(25)/(240)= 5/(48)(mol)\)
\(=>n_{CuSO_4}= 5/(48)(mol)\)
\(n_{H_2O}= 5/(48) .5=(25)/(48)(mol)\)
\(m_{H_2O}=V_{H_2O}=175(g)\)
\(m_{dd}=25+175=200(g)\)
\(C\%_{CuSO_4}=( 5/(48) . 160)/(200).100\%≈8,33\%\)
\(C_{M CuSO_4}=( 5/(48))/(175:1000)≈0,6(M)\)
\(D=( 5/(48) . 160)/(175)≈0,095(g//ml)\)
\(\begin{array}{l}
175ml=0,175l\\
\to m_{H_2O}=175(g)\\
n_{CuSO_4.5H_2O}=\frac{25}{250}=0,1(mol)\\
\to n_{CuSO_4}=n_{CuSO_4.5H_2O}=0,1(mol)\\
\to C\%_{CuSO_4}=\frac{0,1.160}{25+175}.100\%=8\%\\
\to C_{M\,CuSO_4}=\frac{0,1}{0,175}≈0,57M\\
\to D_{CuSO_4}=\dfrac{0,1.160}{175}≈0,09(g/ml)
\end{array}\)