реши задачу по химии: найти массу соли и меди полученных при взаимодействии 4.8 грамм железа и раствора сульфата меди содержащего чистого вещества 16 грамм.

Для решения данной задачи по химии нам нужно использовать уравнение реакции между железом и сульфатом меди. Запишем уравнение реакции:

\[ \text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu} \]

Согласно этому уравнению, одно моль железа (Fe) реагирует с одним моль сульфата меди (CuSO₄), образуя одно моль сульфата железа (FeSO₄) и одно моль меди (Cu).

Данный нам материал:

• Масса железа (Fe) = 4.8 грамма
• Масса сульфата меди (CuSO₄) = 16 грамм

1. Находим количество вещества (моли) железа и сульфата меди:

Молярная масса железа (Fe):

• \( M_{\text{Fe}} = 55.85 \, \text{г/моль} \)

Молярная масса сульфата меди (CuSO₄):

• \( M_{\text{Cu}} = 63.55 \, \text{г/моль} \)
• \( M_{\text{S}} = 32.07 \, \text{г/моль} \)
• \( M_{\text{O}} = 16.00 \, \text{г/моль} \) (4 атома кислорода)

Общая молярная масса сульфата меди: \[ M_{\text{CuSO}_4} = M_{\text{Cu}} + M_{\text{S}} + 4 \times M_{\text{O}} = 63.55 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 63.55 + 32.07 + 64.00 = 159.62 \, \text{г/моль} \]

Теперь находим количество вещества (моли): \[ n_{\text{Fe}} = \frac{m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac{4.8 \, \text{г}}{55.85 \, \text{г/моль}} \approx 0.086 \, \text{моль} \] \[ n_{\text{CuSO}_4} = \frac{m_{\text{CuSO}_4}}{M_{\text{CuSO}_4}} = \frac{16 \, \text{г}}{159.62 \, \text{г/моль}} \approx 0.100 \, \text{моль} \]

2. Определение лимитирующего реагента

У нас есть:

• 0.086 моль железа
• 0.100 моль сульфата меди

Согласно уравнению, чтобы отреагировать с 0.086 моль железа, нужно такое же количество (0.086 моль) сульфата меди. Мы имеем 0.100 моль сульфата меди, поэтому железо является лимитирующим реагентом.

3. Находим массу меди, получившейся в результате реакции

Согласно уравнению реакции, 1 моль железа дает 1 моль меди. Поскольку у нас 0.086 моль железа, то мы получим столько же моли меди: \[ n_{\text{Cu}} = n_{\text{Fe}} = 0.086 \, \text{моль} \]

Чтобы найти массу меди, используем молярную массу меди: \[ M_{\text{Cu}} = 63.55 \, \text{г/моль} \] \[ m_{\text{Cu}} = n_{\text{Cu}} \cdot M_{\text{Cu}} = 0.086 \, \text{моль} \cdot 63.55 \, \text{г/моль} \approx 5.47 \, \text{г} \]

4. Находим массу сульфата железа

Так как мы использовали 0.086 моль железа, то в реакции образуется столько же моли сульфата железа (FeSO₄). Найдем массу образовавшегося сульфата железа:

• Молярная масса сульфата железа (FeSO₄) рассчитывается так же: \[ M_{\text{FeSO}_4} = M_{\text{Fe}} + M_{\text{S}} + 4 \times M_{\text{O}} = 55.85 + 32.07 + 64.00 = 151.92 \, \text{г/моль} \] \[ m_{\text{FeSO}_4} = n_{\text{FeSO}_4} \cdot M_{\text{FeSO}_4 = 0.086 \, \text{моль} \cdot 151.92 \, \text{г/моль} \approx 13.08 \, \text{г} \]

Ответ

• Масса меди, полученной в результате реакции: ≈ 5.47 г
• Масса сульфата железа, полученного в результате реакции: ≈ 13.08 г