Смешали 300 г раствора CuSO₄ (w=16%) и 100 г раствора Na₂S (w=7,8%). В полученный раствор поместили железную пластинку. Через некоторое время пластинку вынули, взвесили, её масса увеличилась на 0,8 г. Определите массовые доли веществ в конечном растворе. Ответ: 3,9% FeSO₄, 4,11% CuSO₄, 3,64% Na₂SO₄.

Сначала найдём массы растворённых веществ.

В растворе \( CuSO_4 \):

\[ m(CuSO_4)=300\cdot0{,}16=48\text{ г} \]

В растворе \( Na_2S \):

\[ m(Na_2S)=100\cdot0{,}078=7{,}8\text{ г} \]

Количество вещества:

\[ n(CuSO_4)=\frac{48}{160}=0{,}3\text{ моль} \]

\[ n(Na_2S)=\frac{7{,}8}{78}=0{,}1\text{ моль} \]

Идёт реакция:

\[ CuSO_4+Na_2S=CuS\downarrow+Na_2SO_4 \]

\( Na_2S \) полностью израсходуется, значит прореагирует \( 0{,}1 \) моль \( CuSO_4 \). Останется:

\[ 0{,}3-0{,}1=0{,}2\text{ моль }CuSO_4 \]

Образуется \( 0{,}1 \) моль \( Na_2SO_4 \):

\[ m(Na_2SO_4)=0{,}1\cdot142=14{,}2\text{ г} \]

И выпадет осадок \( CuS \):

\[ m(CuS)=0{,}1\cdot96=9{,}6\text{ г} \]

Масса раствора после осаждения:

\[ 400-9{,}6=390{,}4\text{ г} \]

Затем железная пластинка реагирует с оставшимся \( CuSO_4 \):

\[ Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu \]

Пусть прореагировало \( x \) моль. Масса пластинки увеличилась за счёт разности масс меди и железа:

\[ 64x-56x=0{,}8 \]

\[ 8x=0{,}8 \]

\[ x=0{,}1\text{ моль} \]

Значит, израсходовалось \( 0{,}1 \) моль \( CuSO_4 \), то есть \( 16 \) г. Осталось:

\[ 32-16=16\text{ г }CuSO_4 \]

Образовалось \( 0{,}1 \) моль \( FeSO_4 \):

\[ m(FeSO_4)=0{,}1\cdot152=15{,}2\text{ г} \]

Масса конечного раствора уменьшилась на \( 0{,}8 \) г, так как пластинка стала тяжелее:

\[ m_{р-ра}=390{,}4-0{,}8=389{,}6\text{ г} \]

Теперь найдём массовые доли:

\[ w(FeSO_4)=\frac{15{,}2}{389{,}6}\cdot100\%=3{,}9\% \]

\[ w(CuSO_4)=\frac{16}{389{,}6}\cdot100\%=4{,}11\% \]

\[ w(Na_2SO_4)=\frac{14{,}2}{389{,}6}\cdot100\%=3{,}64\% \]

Ответ: \( 3{,}9\% \) \( FeSO_4 \), \( 4{,}11\% \) \( CuSO_4 \), \( 3{,}64\% \) \( Na_2SO_4 \).

0 0 Пожаловаться