В 200 г 16%-ного раствора сульфата меди(II) внесли железную пластинку и выдерживали до тех пор, пока её масса не изменилась на 0,8 г. От полученного раствора отобрали порцию массой 49,8 г и пропустили через неё избыток сероводорода. Вычислите массовые доли веществ в полученном растворе. (Растворимостью сероводорода пренебречь.)

Чтобы решить эту задачу, давайте последовательно разберем каждый этап. ### Шаг 1: Определение количества сульфата меди(II) в исходном растворе Первоначально у нас есть 200 г 16%-ного раствора сульфата меди(II) (CuSO₄). Это значит, что в растворе сульфата меди(II) находится 16% от общей массы. Чтобы найти количество сульфата меди в этом растворе, используем формулу: \[ \text{Масса CuSO₄} = \text{Общая масса раствора} \times \frac{\text{Процент}}{100} \] Подставляем известные значения: \[ \text{Масса CuSO₄} = 200 \, \text{г} \times \frac{16}{100} = 32 \, \text{г} \] ### Шаг 2: Определение массы железа, которое вступило в реакцию Железная пластинка потеряла в массе 0,8 г. Эта масса равна массе железа, которое вступило в реакцию с сульфатом меди. Вместо железа в данной реакции зависимо от условий, вероятно, образуется медь и сульфат железа. Реакция можно записать так: \[ \text{Fe} + \text{CuSO₄} \rightarrow \text{FeSO₄} + \text{Cu} \] ### Шаг 3: Определение количества образовавшегося и оставшегося CuSO₄ Теперь нам нужно выяснить, сколько сульфата меди останется после реакции. Для этого используем молярные массы: - Молярная масса CuSO₄ (сульфат меди(II)) = 63.55 (Cu) + 32.07 (S) + 4 × 16 (O) = 159.62 г/моль - Молярная масса Fe = 55.85 г/моль Из стехиометрии видно, что 1 моль сульфата меди реагирует с 1 моль железа. Таким образом, количество моль CuSO₄ в 32 г: \[ n_{\text{CuSO₄}} = \frac{32 \, \text{г}}{159.62 \, \text{г/моль}} \approx 0.200 \, \text{моль} \] Теперь определяем, сколько моль железа реагирует: \[ n_{\text{Fe}} = \frac{0.8 \, \text{г}}{55.85 \, \text{г/моль}} \approx 0.0143 \, \text{моль} \] ### Шаг 4: Вычисление количества прореагировавшего CuSO₄ Теперь находим, сколько моль сульфата меди прореагировало с 0.0143 моль железа: 1:1 с металлом, значит, столько же "уходит" из раствора: \[ n_{\text{прореагировавшего}} = n_{\text{Fe}} = 0.0143 \, \text{моль} \] Находим массу прореагировавшего CuSO₄: \[ \text{Масса CuSO₄} = n_{прореагировавшего} \times M_{\text{CuSO₄}} = 0.0143 \, \text{моль} \times 159.62 \, \text{г/моль} \approx 2.28 \, \text{г} \] Теперь определяем оставшуюся массу CuSO₄ в растворе: \[ \text{Оставшаяся масса CuSO₄} = 32 \, \text{г} - 2.28 \, \text{г} \approx 29.72 \, \text{г} \] ### Шаг 5: Нахождение массы раствора, отобранного для анализа Масса отобранного раствора составила 49,8 г. В этой массе теперь содержится 29.72 г оставшегося CuSO₄ и образовавшийся сульфат железа (FeSO₄). Для определения массы FeSO₄, нужно помнить, что весь прореагировавший феррум образует FeSO₄. Масса сульфата железа можно найти, зная, что 0.0143 моль Fe превращается в 0.0143 моль FeSO₄: \[ \text{Масса FeSO₄} = n_{Fe} \times M_{FeSO₄} = 0.0143 \, \text{моль} \times (55.85 + 32.07 + 4 \times 16) \approx 0.0143 \times 151.91 \approx 2.17 \, \text{г} \] ### Шаг 6: Заключение Таким образом, теперь можно вычислить массовые доли: 1. Массa CuSO₄ = 29.72 г 2. Массa FeSO₄ = 2.17 г Общая масса раствора (49.8 г) minus приток воды и других компонентов растворителей и молекул (в пределах реальности и при исключении. долей пара): ### Шаг 7: Массовые доли \[ \text{Массовая доля CuSO₄} = \frac{29.72}{49.8} \approx 0.596 \text{(или 59.6%)} \] \[ \text{Массовая доля FeSO₄} = \frac{2.17}{49.8} \approx 0.044 \text{(или 4.4%)} \] Итак, массовые доли в растворе составляют примерно: - **CuSO₄:** 59.6% - **FeSO₄:** 4.4% Это решение дает вам полное представление о процессе и теоретической базе.