Question

В раствор сульфата меди массой 248 г поместили порошок магния массой 20 г. Через некоторое время металлический осадок собрали и высушили. Его масса составила 28г.Определить массовую долю сульфата магния в полученном растворе​

Answer 1

Ответ:

Массовая доля сульфата магния в полученном растворе 10%.

Объяснение:

Дано: m(CuSO₄) = 248 г; m(Mg) = 20 г; m(мет. осадка) = 28 г.

Найти: ω(MgSO₄).

Решение.

Mg + CuSO₄ = MgSO₄ + Cu

Найдем количество вещества меди и количество вещества магния, взятых для реакции.

M(CuSO₄) = 64 + 32 + 4·16 = 96 + 64 = 160 г/моль.

$\displaystyle n(CuSO_{4})= \frac{m}{M} = \frac{248\;g}{160\; g/mol} \approx 1,55\; mol.$

$\displaystyle n(Mg)= \frac{m}{M} = \frac{20g}{24\; g/mol} \approx 0,83\; mol.$

По уравнению реакции n(CuSO₄) : n(Mg) = 1 : 1 = 1,55 : 1,55. Сульфат меди взят в избытке, а магний в недостатке.

Если бы весь магний прореагировал в ходе реакции, то в собранном металлическом осадке содержалась только медь, количеством вещества 0,83 моль (по уравнению реакции n(Mg) : n(Cu) = 1 : 1).

$\displaystyle n= \frac{m}{M} = \frac{28g}{64\; g/mol} \approx 0,44\; mol$,

но 0,44 моль ≠ 0,83 моль, значит магний прореагировал не весь, а в полученном осадке содержатся оба металла: непрореагировавший магний и медь.

Пусть в реакцию вступило a моль магния, его масса 24a грамма, тогда образовалось  a моль меди массой 64a г.

Имеем:

20 - 24a + 64a = 28;   40a = 8;    a = 8 : 40 = 0,2 (моль).

В реакцию вступило 0,2 моль магния.

По уравнению реакции n(Mg) : n(MgSO₄ ) = 1 : 1. Образовалось 0,2 моль сульфата магния. Найдем его массу.

M(MgSO₄) = 24 + 32 + 4 · 16 = 56 + 64 = 120 г.

m(MgSO₄ ) = n · M = 0,2 моль · 120 г/моль = 24 г.

Найдем массу раствора с учетом извлеченного из него металлического осадка:

248 +20 - 28 = 240 г.

Найдем массовую долю сульфата магния в растворе:

$\displaystyle \omega(MgSO_{4})=\frac{m(s)}{m(r)} \cdot 100\% = \frac{24}{240} \cdot100\%=0,1\cdot 100\% = 10\%.$

Answer 2

Для определения массовой доли сульфата магния в полученном растворе, мы должны сначала вычислить, сколько магния реагировало с сульфатом меди и образовало металлический осадок.

1. Начнем с уравнения химической реакции между сульфатом меди (CuSO4) и магнием (Mg):

CuSO4 + Mg → MgSO4 + Cu

Из уравнения видно, что одна моль сульфата меди (CuSO4) реагирует с одной молью магния (Mg) и образует одну моль сульфата магния (MgSO4).

2. Теперь вычислим количество магния, которое реагировало:

Молярная масса Mg = 24.305 г/моль Масса магния, добавленного в раствор = 20 г

Количество молей магния = Масса / Молярная масса = 20 г / 24.305 г/моль ≈ 0.823 моль магния

Так как соединение CuSO4 и MgSO4 реагируют в соотношении 1:1, то количество молей сульфата меди (CuSO4) в реакции также равно 0.823 моль.

3. Теперь вычислим массу сульфата меди (CuSO4) в начальном растворе:

Масса сульфата меди (CuSO4) = Количество молей x Молярная масса = 0.823 моль x 159.609 г/моль ≈ 131.34 г

4. Для определения массовой доли сульфата магния (MgSO4) в начальном растворе, нужно разделить массу сульфата магния (MgSO4) на массу всего начального раствора:

Массовая доля MgSO4 = (Масса MgSO4 / Масса начального раствора) x 100% Масса начального раствора = Масса CuSO4 + Масса Mg = 248 г + 20 г = 268 г

Массовая доля MgSO4 = (131.34 г / 268 г) x 100% ≈ 49.03%

Таким образом, массовая доля сульфата магния (MgSO4) в полученном растворе составляет около 49.03%.