Question

Растворимость медного купороса (CuSO4 ∙ 5H2O) при некоторой температуре составляет 35 г на 100 г воды. При этой температуре приготовили насыщенный раствор, добавив необходимое количество медного купороса к 10%-ному раствору сульфата меди(II). К полученному насыщенному раствору добавили 56,03 г цинка. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 292 г 25%-ного раствора хлороводородной кислоты. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Вычислите массовую долю хлороводорода в конечном растворе

Answer 1

Записываем уравнения реакций:
[1]    Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
[2]    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Производим необходимые вычисления:
n(CuSO4 ∙ 5H2O) = 35 / 250 = 0,14 моль n(CuSO4) = n(CuSO4 ∙ 5H2O) = 0,14 моль m(CuSO4) = 0,14 ∙ 160 = 22,4 г
ω(CuSO4 в насыщенном р-ре) = 22,4 / 135 = 0,166 n(Zn исх.)[1] = 56,03 / 65 = 0,862 моль
n(H2 полученного) = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль
n(Zn прореаг.)[2] = n(H2 полученного) = 0,2 моль n(Zn прореаг.)[1] = 0,862 – 0,2 = 0,662 моль n(CuSO4 прореаг.) = n(Zn прореаг.)[1] = 0,662 моль
Пусть к исходному раствору добавили x моль CuSO4 ∙ 5H2O, а в исходном растворе было y моль CuSO4
m(CuSO4 в насыщенном р-ре) = 160x + 160y г m(CuSO4 ∙ 5H2O добавленного) = 250x г m(исходного р-ра) = 160y / 0,1 = 1600y г
{ x + y = 0,662 160x + 160y 1600y + 250x = 0,166 { х = 0,312 моль y =
0,35 моль
m(исходного р-ра) = 1600 ∙ 0,35 = 560 г
m(CuSO4 ∙ 5H2O добавленного) = 250 ∙ 0,312 = 78 г n(Cu полученной) = n(CuSO4 прореаг.) = 0,662 моль m(Cu полученной) = 0,662 ∙ 64 = 42,368 г
m(H2 полученного) = 0,2 ∙ 2 = 0,4 г
m(HCl исх.) = 292 ∙ 0,25 = 73 г
n(HCl исх.) = 73 / 36,5 = 2 моль
n(HCl прореаг.) = 2n(H2 полученного) = 0,2 ∙ 2 = 0,4 моль n(HCl ост.) = 2 – 0,4 = 1,6 моль
m(HCl ост.) = 1,6 ∙ 36,5 = 58,4 г
m(конечного р-ра) = 560 + 78 + 56,03 – 42,368 + 292 – 0,4 =   943,262 г
(HCl) = 58,4 / 943,262 = 0,0619, или 6,19%