Цинковую пластинку массой 10 г поместили в раствор сульфата меди(II) массой 200 г. После окончания реакции вся медь выделилась на пластинке, и масса пластинки оказалась равной 9,9 г. Определите массовую долю сульфата меди(II) в исходном растворе.
Чтобы определить массовую долю сульфата меди(II) в исходном растворе, начнем с анализа данных и расчетов.
1. **Исходные данные:**
- Масса цинковой пластинки: \( m_{\text{Zn}} = 10 \, \text{г} \)
- Масса цинковой пластинки после реакции: \( m'_{\text{Zn}} = 9.9 \, \text{г} \)
- Масса сульфата меди(II): \( m_{\text{CuSO}_4} = 200 \, \text{г} \)
2. **Определим массу меди, выделившейся на пластинке:**
\[
m_{\text{Cu}} = m_{\text{Zn}} - m'_{\text{Zn}} = 10 \, \text{г} - 9.9 \, \text{г} = 0.1 \, \text{г}
\]
3. **Запишем уравнение реакции:**
Реакция между цинком и сульфатом меди(II) можно представить следующим образом:
\[
\text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Cu}
\]
Это означает, что 1 моль цинка реагирует с 1 моль сульфата меди(II).
4. **Определим количество вещества меди, выделившейся на пластинке:**
Молярная масса меди (Cu) приблизительно равна \( 63.5 \, \text{г/моль} \).
\[
n_{\text{Cu}} = \frac{m_{\text{Cu}}}{M_{\text{Cu}}} = \frac{0.1 \, \text{г}}{63.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.00157 \, \text{моль}
\]
5. **Определим массу сульфата меди(II), которая была в растворе:**
Поскольку на каждую моль CuSO₄ требуется 1 моль Cu, то масса сульфата меди, которую использовали:
\[
M_{\text{CuSO}_4} \approx 63.5 \, \text{г/моль (Cu)} + 32.1 \, \text{г/моль (S)} + 16 \times 4 \, \text{г/моль (O)} = 159.6 \, \text{г/моль}
\]
Количество вещества сульфата меди:
\[
n_{\text{CuSO}_4} = n_{\text{Cu}} \approx 0.00157 \, \text{моль}
\]
Теперь найдем массу сульфата меди(II):
\[
m_{\text{CuSO}_4} = n_{\text{CuSO}_4} \cdot M_{\text{CuSO}_4 = 0.00157 \, \text{моль} \cdot 159.6 \, \text{г/моль} \approx 250.0 \, \text{мг} = 0.250 \, \text{г}
\]
6. **Определим массовую долю сульфата меди(II) в исходном растворе:**
Массовая доля (W) рассчитывается как
\[
W = \frac{m_{\text{CuSO}_4}}{m_{\text{CuSO}_4} + m_{\text{раствора}}} = \frac{0.250 \, \text{г}}{200 \, \text{г}} \times 100\%
\]
Подставив значения, мы получаем:
\[
W \approx 0.125\%
\]
Таким образом, массовая доля сульфата меди(II) в исходном растворе составляет примерно **0.125%**.
