Рассчитайте массу сульфата железа (II), который можно получить при взаимодействии 50 г сульфата меди (II), содержащего 20% примесей с избытком железа.

Для решения задачи следуйте пошаговому подходу.

Шаг 1: Определим условия реакции

Сначала нам нужно разобраться с химической реакцией, которая происходит между сульфатом меди (II) и железом. Реакция выглядит следующим образом:

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

Шаг 2: Найдем масса чистого сульфата меди (II)

Указано, что у нас 50 г сульфата меди (II) с 20% примесей. Это значит, что чистого сульфата меди (II) у нас:

\[ \text{Масса чистого CuSO}_4 = 50 \, \text{г} - 20\% \text{ от } 50 \, \text{г} = 50 \, \text{г} - 10 \, \text{г} = 40 \, \text{г} \]

Шаг 3: Найдем мольное количество сульфата меди (II)

Теперь мы найдем количество моль сульфата меди (II). Для этого нам нужно знать молярную массу сульфата меди (II):

\[ \text{Cu} = 63.5 \, \text{г/моль}, \quad \text{S} = 32.1 \, \text{г/моль}, \quad \text{O} = 16 \times 4 = 64 \, \text{г/моль} \] \[ M(\text{CuSO}_4) = 63.5 + 32.1 + 64 = 159.6 \, \text{г/моль} \]

Теперь можем вычислить мольное количество сульфата меди (II):

\[ n(\text{CuSO}_4) = \frac{m}{M} = \frac{40 \, \text{г}}{159.6 \, \text{г/моль}} \approx 0.250 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Найдем, сколько сульфата железа (II) получится

Согласно уравнению реакции, 1 моль сульфата меди (II) реагирует с 1 моль железа, образуя 1 моль сульфата железа (II). То есть:

\[ n(\text{FeSO}_4) = n(\text{CuSO}_4) = 0.250 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Найдем массу сульфата железа (II)

Теперь определим массу сульфата железа (II). Сначала найдем его молярную массу:

\[ \text{Fe} = 55.8 \, \text{г/моль}, \quad \text{S} = 32.1 \, \text{г/моль}, \quad \text{O} = 16 \times 4 = 64 \, \text{г/моль} \] \[ M(\text{FeSO}_4) = 55.8 + 32.1 + 64 = 151.9 \, \text{г/моль} \]

Теперь можем найти массу сульфата железа (II):

\[ m(\text{FeSO}_4) = n \times M = 0.250 \, \text{моль} \times 151.9 \, \text{г/моль} \approx 37.975 \, \text{г} \]

Ответ

Итак, масса сульфата железа (II), который можно получить при взаимодействии 50 г сульфата меди (II) с примесями, составляет примерно 38 г.

Это с учетом того, что реакция идет до конца и железо добавляется в избытке.