Question

При растворении 25 г медного купороса (CuSO4 * 5H2O) в воде был получен 20%-ный раствор соли. К этому раствору добавили измельчённую смесь, образовавшуюся в результате прокаливания порошка алюминия массой 2,16 г с оксидом железа (3) массой 6,4 г. Определите массовую долю сульфата меди (2) в полученном растворе. Помогите, пожалуйста, должно было получиться 4,03%, а у меня 18,6% Очень хочу узнать свою ошибку.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1. В 64 + 32 + 4*16 + 5*18 = 250 граммах кристаллогидрата содержится 64 + 32 + 4*16 = 160 граммов сульфата меди, значит, в 25 граммах кристаллогидрата будет содержаться 160:10 = 16 граммов сульфата меди, что составляет 16:0,2 = 80 граммов 20%-ного раствора.

2. По уравнению 2Al + Fe2O3 ---> Al2O3 + 2Fe взаимодействуют 2,16:27 = 0,08 моль алюминия и 6,4:160 = 0,04 моль оксида железа (III), при этом получилось 0,04*102 = 4,08 граммов оксида алюминия и 0,08*56 = 4,48 граммов железа, общей массой измельчённой смеси 4,08 + 4,48 = 8,56 граммов.

3. По уравнению CuSO4 + Fe --->FeSO4 + Cu в реакцию вступило 0,08 моль железа и 0,08 моль сульфата меди с образованием 0,08 моль меди, что составляет 0,08*64 = 5,12 граммов.

4. Общая масса раствора равна 80 + 8,56 - 5,12 = 83,44 грамма.

5. В растворе осталось 0,1 - 0,08 = 0,02 моль сульфата меди, что составляет 0,02*160 = 3,2 грамма.

6. Массовая доля сульфата меди в конечном растворе равна 3,2:83,44 =0,0384, или 3,84%.

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо рассмотреть два этапа процесса.

1. Растворение медного купороса:
Вычислим количество медного купороса, растворенного в воде.
Молярная масса медного купороса (CuSO4 * 5H2O) равна:
1 * молярная масса Cu + 1 * молярная масса S + 4 * молярная масса O + 5 * (2 * молярная масса H + 1 * молярная масса O) = 63.55 + 32.07 + 4 * 16 + 5 * (2 * 1.01 + 16) = 249.69 г/моль

Количество медного купороса, растворенного в воде:
25 г * (1 моль / 249.69 г) = 0.1002 моль

Объем полученного раствора:
Массовая доля CuSO4 в растворе составляет 20%. Значит, масса CuSO4 в растворе равна 0.2 * 25 г = 5 г.

Теперь нам нужно вычислить концентрацию раствора CuSO4 в моль/литр.
Концентрация раствора CuSO4 = количество растворенного CuSO4 / объем раствора

Объем раствора можно найти, используя плотность воды, которая приближенно равна 1 г/мл.
Объем раствора = масса раствора / плотность = (25 г + 5 г) / 1 г/мл = 30 мл = 0.03 л

Теперь вычислим концентрацию раствора CuSO4:
Концентрация раствора CuSO4 = 0.1002 моль / 0.03 л = 3.34 М

2. Реакция алюминия с оксидом железа (III):
Алюминий реагирует с оксидом железа (III) в соотношении 2 : 1, поэтому масса алюминия должна быть вдвое больше массы оксида железа (III).

Масса оксида железа (III) = 6.4 г

Масса алюминия = 2 * 6.4 г = 12.8 г

Теперь нужно определить, сколько алюминия реагировало с сульфатом меди (II), и сколько реагировало с оксидом железа (III).

Молярная масса алюминия (Al) = 26.98 г/моль
Масса алюминия (Al) = 12.8 г
Количество алюминия = масса / молярная масса = 12.8 г / 26.98 г/моль = 0.4743 моль

Молярная масса сульфата меди (II) (CuSO4) = 63.55 + 32.07 + 4 * 16 = 159.61 г/моль
Количество сульфата меди (II), реагировавшего с алюминием = 0.4743 моль

Теперь вычислим массу сульфата меди (II), реагировавшего с алюминием:
Масса сульфата меди (II) = количество * молярная масса = 0.4743 моль * 159.61 г/моль = 75.74 г

Массовая доля сульфата меди (II) в полученном растворе равна:
(масса сульфата меди (II) / масса раствора) * 100% = (75.74 г / 30 г) * 100% ≈ 252.47%

Таким образом, при решении задачи произошла ошибка в расчете молярной массы сульфата меди (II) и указании количества сульфата меди (II), реагировавшего с алюминием. Корректными результатами для массовой доли сульфата меди (II) в полученном растворе будет около 252.47%.