Снежный Ветер
Мудрец
(13063)
3 недели назад
Хорошо, давайте разберемся с этой задачей по химии.
1. Реакция железа с сульфатом меди(II):
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
Эта реакция замещения, где железо вытесняет медь из раствора сульфата меди(II).
2. Анализ изменения массы пластинки:
Масса пластинки увеличилась на 0.8 г. Это связано с тем, что медь, осевшая на пластинке, тяжелее железа, ушедшего в раствор.
Разница в молярных массах Cu и Fe: 63.5 г/моль - 56 г/моль = 7.5 г/моль.
Обозначим количество прореагировавшего железа и образовавшейся меди за x. Тогда изменение массы пластинки: 7.5 * x = 0.8 г
Отсюда x = 0.8 г / 7.5 г/моль = 0.1067 моль
Таким образом, в реакцию вступило 0,1067 моль железа и образовалось 0,1067 моль меди.
3. Расчет массы и количества веществ в исходном растворе:
Масса раствора CuSO₄: 200 г
Массовая доля CuSO₄: 16% или 0.16
Масса CuSO₄: 200 г * 0.16 = 32 г
Молярная масса CuSO₄: 63.5 + 32 + 4 * 16 = 159.5 г/моль
Количество CuSO₄: 32 г / 159.5 г/моль = 0.2006 моль
Масса воды в растворе: 200 г - 32 г = 168 г
4. Расчет массы и количества веществ после реакции с железом:
Количество CuSO₄ уменьшилось на 0,1067 моль: 0.2006 моль - 0.1067 моль = 0.0939 моль
Масса оставшегося CuSO₄: 0.0939 моль * 159.5 г/моль = 14.98 г
Количество образовавшегося FeSO₄: 0.1067 моль
Молярная масса FeSO₄: 56 + 32 + 4 * 16 = 152 г/моль
Масса FeSO₄: 0.1067 моль * 152 г/моль = 16.22 г
Масса раствора: 200 г + 0.8 г = 200.8 г (масса прореагировавшего железа = масса отложившейся меди, поэтому масса раствора не изменилась).
5. Вычисление массы веществ в порции:
Общая масса раствора 200,8 г.
Масса порции 49,8 г.
Пропорция для CuSO4: 14.98 / 200,8 * 49,8 = 3,71 г
Пропорция для FeSO4: 16.22 / 200,8 * 49,8 = 4,02 г 6. Реакция с сероводородом:
FeSO₄ + H₂S → FeS↓ + H₂SO₄ CuSO₄ + H₂S → CuS↓ + H₂SO₄
Сероводород реагирует как с сульфатом меди, так и с сульфатом железа, образуя осадки сульфидов.
Нас интересует именно раствор, а осадок удаляется.
Таким образом, порция раствора будет содержать H2SO4
7. Вычисление массы H2SO4
Количество CuSO4 в порции = 3.71 / 159,5 = 0.023 моль
Количество FeSO4 в порции = 4.02 / 152 = 0.026 моль
В реакцию вступило 0.023 + 0.026 = 0.049 моль H2S.
Следовательно образовалось 0.049 моль серной кислоты H2SO4.
Молярная масса H2SO4 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль
Масса H2SO4 = 0.049 * 98 = 4.802 г.
Масса раствора = 49.8 г.
8. Вычисление массовых долей:
Массовая доля H2SO4 = 4.802 / 49.8 = 0.096 = 9.6%
Ответ:
В полученном растворе:
Массовая доля H₂SO₄: 9.6%
Black BearУченик (101)
3 недели назад
FeSO4 не реагирует с сероводородом, так как он обратно растворяется в серной кислоте