В раствор, содержащий 0,05 моль сульфата меди (2), поместили 2 г железа. Каковы массы образовавшихся веществ? Химическая реакция идет по схеме: CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4

Давайте по шагам решим задачу и объясним все тонкости.

Исходные данные:

• Количество сульфата меди(II): 0,05 моль
• Масса железа: 2 г
• Реакция:
  \[ \mathrm{CuSO_4 + Fe \rightarrow Cu + FeSO_4} \]

Шаг 1. Балансировка уравнения реакции

Уравнение уже сбалансировано: \[ \mathrm{CuSO_4 + Fe \rightarrow Cu + FeSO_4} \]

На 1 моль CuSO₄ реагирует 1 моль железа, образуя 1 моль меди и 1 моль сульфата железа(II).

Шаг 2. Определение количества вещества железа

Масса железа: 2 г
Молярная масса железа (\(\mathrm{Fe}\)): около 55,85 г/моль

Количество вещества железа: \[ n_{\mathrm{Fe}} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{2\,\text{г}}{55,85\,\textг/моль} \approx 0,0358\,\text{моль} \]

Шаг 3. Выполнение реакции

• У нас есть 0,05 моль \(\mathrm{CuSO_4}\),
• и 0,0358 моль \(\mathrm{Fe}\).

По условию реакции, на каждую молю \(\mathrm{CuSO_4}\) требуется 1 моль \(\mathrm{Fe}\).

• Количество \(\mathrm{CuSO_4}\) (0,05 моль) больше, чем \(\mathrm{Fe}\) (0,0358 моль) — железо — ограничивающий реагент.

• Значит, реакция пройдет полностью в объеме 0,0358 моль \(\mathrm{CuSO_4}\), а излишек останется.

Шаг 4. Расчет продуктов реакции

Молярные массы:

• \(\mathrm{Cu}\): около 63,55 г/моль
• \(\mathrm{FeSO_4}\): сумма молярных масс \(\mathrm{Fe}\) + \(\mathrm{S}\) + 4 \(\mathrm{O}\)

Молярная масса \(\mathrm{Fe}\): ~55,85 г/моль
Молярная масса \(\mathrm{S}\): ~32,07 г/моль
Молярная масса \(\mathrm{O}\): ~16 г/моль

\[ M_{\mathrm{FeSO_4}} = 55,85 + 32,07 + 4 \times 16 = 55,85 + 32,07 + 64 = 151,92\,\text{г/моль} \]

Шаг 5. Расчет масс образовавшихся веществ

• Медь (Cu):
  Количество образовавшейся меди равно количеству железа, так как оно ограничяющий реагент:

  \[ n_{\mathrm{Cu}} = n_{\mathrm{Fe}} \approx 0,0358\,\text{моль} \]

  Масса меди:

  \[ m_{\mathrm{Cu}} = n_{\mathrm{Cu}} \times M_{\mathrm{Cu}} = 0,0358 \times 63,55 \approx 2,28\,\textг \]

• Сульфат железа(II) (FeSO₄):
  Количество образовавшегося FeSO₄ — столько же, сколько железа, участвовавшего в реакции:

  \[ n_{\mathrm{FeSO_4}} = n_{\mathrm{Fe}} \approx 0,0358\,\text{моль} \]

  Масса FeSO₄:

  \[ m_{\mathrm{FeSO_4}} = n_{\mathrm{FeSO_4}} \times M_{\mathrm{FeSO_4}} = 0,0358 \times 151,92 \approx 5,44\,\textг \]

Ответ:

• Масса образовавшейся меди: около 2,28 г
• Масса образовавшегося сульфата железа(II): около 5,44 г

Если нужно уточнение или разбор конкретных этапов — скажите!