какая масса железа потребуется для полного вытеснения меди 640 г 15% раствора сульфата меди.

Чтобы определить, какая масса железа потребуется для полного вытеснения меди из 640 г 15% раствора сульфата меди, давайте рассмотрим решение этой задачи шаг за шагом.

Шаг 1: Определение количества меди в растворе

Сначала мы должны рассчитать, сколько меди содержится в 640 г 15% раствора сульфата меди \((\text{CuSO}_4)\).

15% раствор означает, что 15% от общего веса раствора — это масса медиа. Рассчитаем массу меди:

\[ \text{Масса Cu} = \text{Общая масса раствора} \times \frac{\text{Процент меди}}{100} = 640 \, \text{г} \times \frac{15}{100} \]

\[ \text{Масса Cu} = 640 \, \text{г} \times 0.15 = 96 \, \text{г} \]

Шаг 2: Стехиометрия реакции

Теперь разберемся с тем, какая реакция происходит между железом и сульфатом меди. Реакция выглядит следующим образом:

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

Из уравнения видно, что 1 моль железа вытесняет 1 моль меди. Теперь надо определить, сколько железа нужно, чтобы вытеснить 96 г меди.

Шаг 3: Нахождение количества меди в молях

Чтобы найти моль меди, используем молярную массу меди. Молярная масса меди (Cu) приблизительно равна \(63.5 \, \text{г/моль}\).

Теперь считаем количество молей меди:

\[ n_{\text{Cu}} = \frac{\text{масса Cu}}{\text{молярная масса Cu}} = \frac{96 \, \text{г}}{63.5 \, \text{г/моль}} \approx 1.51 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Нахождение количества железа в молях

Согласно уравнению реакции, на 1 моль меди требуется 1 моль железа. Таким образом, нам нужно 1.51 молей железа.

Шаг 5: Нахождение массы железа

Теперь рассчитаем, сколько граммов железа нам нужно. Молярная масса железа (Fe) приблизительно равна \(55.85 \, \text{г/моль}\).

\[ \text{Масса Fe} = n_{\text{Fe}} \times \text{молярная масса Fe} = 1.51 \, \text{моль} \times 55.85 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Масса Fe} \approx 84.3 \, \text{г} \]

Вывод

Для полного вытеснения меди из 640 г 15% раствора сульфата меди потребуется приблизительно 84.3 г железа.