Чтобы решить эту задачу, начнем с определения массы сульфата меди (CuSO₄) в исходном растворе и разобьем ее на шаги.
Определим массу сульфата меди в 88 г растворе. Массовая доля сульфата меди в растворе составляет 14%. Это обозначает, что в 100 г раствора содержится 14 г CuSO₄. Следовательно, в 88 г растворе:
\[ \text{Масса CuSO₄} = 88 \, \text{г} \times \frac{14}{100} = 12.32 \, \text{г} \]
Определим общую массу раствора, необходимую для достижения массовой доли 9%. Обозначим массу нового раствора как \( x \) (граммы). Мы знаем, что в этом растворе должно быть 9% CuSO₄. Используя массу CuSO₄, мы можем записать уравнение:
\[ 0.09x = 12.32 \, \text{г} \]
Отсюда находим \( x \):
\[ x = \frac{12.32 \, \text{г}}{0.09} \approx 137.56 \, \text{г} \]
Теперь найдём массу воды, которую нужно добавить для достижения нужной массовой доли. Нам необходимо добавить в раствор столько жидкости, чтобы его общая масса стала 137.56 г. Так как в исходном растворе у нас 88 г, найдем, сколько воды нам нужно добавить:
\[ \text{Масса добавляемой воды} = 137.56 \, \text{г} - 88 \, \text{г} \approx 49.56 \, \text{г} \]
Теперь определим, сколько кристаллогидрата CuSO₄·5H₂O можно выделить. Мы знаем, что каждые 12.32 г солей содержат определенное количество кристаллогидрата. Чтобы найти, сколько кристаллогидрата эквивалентно 12.32 г CuSO₄, сначала найдем молекулярные массы:
- Молекулярная масса CuSO₄ = 63.55 (Cu) + 32.07 (S) + 4 × 16.00 (O) = 159.62 г/моль
- Молекулярная масса CuSO₄·5H₂O = 159.62 + 5 × 18.02 = 249.72 г/моль
Теперь нам нужно найти, сколько кристаллогидрата соответствует 12.32 г CuSO₄:
\[ \text{Количество моль CuSO₄} = \frac{12.32}{159.62} \approx 0.0771 \, \text{моль} \]
Поскольку отношение CuSO₄ к кристаллогидрату 1:1, тогда количество CuSO₄·5H₂O будет тоже 0.0771 моль:
\[ \text{Масса кристаллогидрата} = 0.0771 \, \text{моль} \times 249.72 \, \text{г/моль} \approx 19.22 \, \text{г} \]
Таким образом, из 88 г раствора сульфата меди с массовой долей солей 14% можно выделить примерно 19.22 г кристаллогидрата CuSO₄·5H₂O, чтобы получить желаемый раствор с массовой долей соли 9%.