К раствору, содержащему 16 г сульфата меди (||), прибавили 12 г железных опилок. Какая масса меди выделилось при этом?

Давайте разберем задачу по шагам.

Исходные данные:

• Масса сульфата меди (II), \( \mathrm{CuSO_4} \) — 16 г
• Масса железных опилок — 12 г

Нам нужно определить, какая масса меди выделилась в результате реакции.

Шаг 1. Запишем уравнение реакции

При реакции сульфата меди (II) с железом происходит вытеснение меди:

\[ \mathrm{CuSO_4 + Fe \rightarrow FeSO_4 + Cu} \]

латинским языком: сульфат меди (II) реагирует с железом, образуя сульфат железа (II) и выделяющуюся медь.

Шаг 2. Определим соотношение по массе и молям

Молярная масса веществ:

• \( \mathrm{CuSO_4} \) ≈ \( 63.5 + 32 + 4 \times 16 = 159.5\ \mathrm{г/моль} \)
• \( \mathrm{Fe} \) ≈ 56 г/моль
• \( \mathrm{Cu} \) ≈ 63.5 г/моль

Шаг 3. Расчёт по мольным соотношениям

Подсчитаем количество вещества \( \mathrm{CuSO_4} \): \[ n_{\mathrm{CuSO_4}} = \frac{16\ \text{г}}{159.5\ \text{г/моль}} \approx 0.1003\ \text{моль} \]

Обратите внимание, что в реакции 1 моль \( \mathrm{CuSO_4} \) реагирует с 1 моль железа.

Шаг 4. Определим соотношение по веществам

Из уравнения реакции видно, что 1 моль \( \mathrm{CuSO_4} \) даёт 1 моль выделяющейся меди \( \mathrm{Cu} \).
Железо железо, в реакции оно выступает в роли восстановителя, то есть оно реагирует с \( \mathrm{CuSO_4} \).
Объем железа: 12 г, молярная масса 56 г/моль:

\[ n_{\mathrm{Fe}} = \frac{12\ \text{г}}{56\ \text{г/моль}} \approx 0.2143\ \text{моль} \]

Это количество железа больше, чем нужно для реагирования с всем \( \mathrm{CuSO_4} \) (0.1003 моль). Значит, реакция ограничена количеством \( \mathrm{CuSO_4} \).

Шаг 5. Выделение меди

Так как все \( \mathrm{CuSO_4} \) прореагируют, выделится столько меди, сколько было в исходном растворе:

Количество выделенной меди: \[ n_{\mathrm{Cu}} = n_{\mathrm{CuSO_4}} \approx 0.1003\ \text{моль} \]

Масса меди: \[ m_{\mathrm{Cu}} = n_{\mathrm{Cu}} \times 63.5\ \text{г/моль} \approx 0.1003 \times 63.5 \approx 6.37\ \text{г} \]

Ответ:

Масса меди, которая выделилась — примерно 6.4 г.

Если у вас есть вопросы или нужно более точное решение — скажите!