Вопрос задан 04.03.2025 в 13:27. Предмет Химия. Спрашивает Коновалов Евдоким.

Можно ли определить pH и содержание сульфатов железа в растворе сернокислого медного купороса объемом 1300 л, плотностью 1,18 г/мл, с концентрацией кислоты 25,1% и первоначальной концентрацией сульфатов железа 164 г/л после добавления 218 кг гидроксида кальция и 1000 л воды?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Самыкин Павел.

Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте разберем все составляющие и шаги по порядку.

  1. Данные:

    • Объем раствора сернокислого медного купороса: 1300 л
    • Плотность раствора: 1,18 г/мл (или 1180 г/л)
    • Концентрация серной кислоты: 25,1%
    • Начальная концентрация сульфатов железа: 164 г/л
    • Добавление гидроксида кальция (Ca(OH)₂): 218 кг
    • Добавление воды: 1000 л
  2. Масса серной кислоты в растворе: Плотность раствора — 1180 г/л, и объем — 1300 л, поэтому масса раствора составит:

    1180г/л×1300л=1534000г=1534кг1180 \, \text{г/л} \times 1300 \, \text{л} = 1 534 000 \, \text{г} = 1534 \, \text{кг}

    Далее, из концентрации серной кислоты (25,1%) можно вычислить массу самой кислоты:

    1534кг×0,251=384,5кгH2SO41534 \, \text{кг} \times 0,251 = 384,5 \, \text{кг} \, \text{H}_2\text{SO}_4
  3. Масса сульфатов железа в растворе: Концентрация сульфатов железа составляет 164 г/л, для объема 1300 л масса сульфатов железа будет:

    164г/л×1300л=213200г=213,2кг164 \, \text{г/л} \times 1300 \, \text{л} = 213 200 \, \text{г} = 213,2 \, \text{кг}

    Это масса сульфатов железа (FeSO₄).

  4. Добавление гидроксида кальция (Ca(OH)₂): Когда добавляется гидроксид кальция, он реагирует с серной кислотой, нейтрализуя её. Реакция выглядит так:

    H2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}

    Рассчитаем, сколько серной кислоты нейтрализует 218 кг гидроксида кальция. Молекулярная масса Ca(OH)₂ — 74 г/моль, серной кислоты — 98 г/моль. Тогда количество моль Ca(OH)₂ в 218 кг:

    218000г74г/моль2945,9моль\frac{218000 \, \text{г}}{74 \, \text{г/моль}} \approx 2945,9 \, \text{моль}

    Так как 1 моль Ca(OH)₂ нейтрализует 1 моль H₂SO₄, потребуется столько же моль серной кислоты:

    2945,9моль×98г/моль=288,1кгH2SO42945,9 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 288,1 \, \text{кг} \, \text{H}_2\text{SO}_4

    Таким образом, изначально имеющиеся 384,5 кг серной кислоты нейтрализуются на 288,1 кг. После нейтрализации останется:

    384,5кг288,1кг=96,4кгH2SO4384,5 \, \text{кг} - 288,1 \, \text{кг} = 96,4 \, \text{кг} \, \text{H}_2\text{SO}_4
  5. Изменение pH раствора: После добавления гидроксида кальция и воды, серная кислота будет частично нейтрализована, что приведет к образованию более нейтрального раствора. Для точного вычисления pH необходима информация о том, как именно будет происходить разбавление и нейтрализация, а также распределение компонентов, но с учетом того, что остаточная кислота будет малой (96,4 кг), pH раствора будет примерно в районе 6-7 (приблизительно нейтральный).

  6. Влияние добавления воды: После добавления 1000 л воды (плотность воды 1 г/мл, то есть 1000 кг воды), общий объем раствора составит:

    1300л+1000л=2300л1300 \, \text{л} + 1000 \, \text{л} = 2300 \, \text{л}

    Это также приведет к снижению концентрации всех компонентов, включая остаточную серную кислоту и сульфаты железа, но в расчетах концентрации этих веществ это не существенно изменится, поскольку большая часть кислоты уже нейтрализована.

  7. Концентрация сульфатов железа: Масса сульфатов железа не изменится после нейтрализации кислоты. После добавления воды и гидроксида кальция, концентрация сульфатов железа в новом растворе будет:

    213200г2300л=92,7г/л\frac{213 200 \, \text{г}}{2300 \, \text{л}} = 92,7 \, \text{г/л}

    Это концентрация сульфатов железа в окончательном растворе.

Итак, итоговые значения:

  • pH раствора будет близким к нейтральному, около 6-7.
  • Концентрация сульфатов железа в растворе составит 92,7 г/л.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Химия

Последние заданные вопросы в категории Химия

Химия 06.09.2025 08:59 11 Ердибаев Нургиса
Химия 06.09.2025 08:56 10 Биденко Алена
Задать вопрос