Известно: V(Н2О)=5 л=5000 мл, m(CuSO4•5H2O)=500 г
Найти: ω(CuSO4)-?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем молярную массу и, соответственно, массу 1 моль медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160+5•18=250, где
Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18
Масса 1 моль m(CuSO4•5H2O)=250 г
2. Вычисляем массу соли CuSO4 в 500 г купороса.
В 250 г CuSO4•5H2O содержится 160 г CuSO4,
в 500 г CuSO4•5H2O ― х г CuSO4
х=m(CuSO4)=160 г • 500 г: 250 г = 320 г
3. Рассчитываем массу воды:
m(H2O)=ρ(H2O)•V(H2O)=1 г/мл •5000 мл=5000 г
4. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(Н2О)+m(CuSO4•5H2O)=5000 г + 500 г=5500 г
5. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4)/m(раствора)=320 г: 5500 г=0,058, или 5,8%
2-й способ
1. Вычисляем молярную массу и, соответственно, массу 1 моль медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160+5•18=250, где
Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18
Масса 1 моль m(CuSO4•5H2O)=250 г
2. Вычисляем массовую долю соли в медном купоросе массой 1 моль.
ω(CuSO4)=m(ω(CuSO4))/m(CuSO4•5H2O)=250 г: 500 г=0,5
3. Из формулы вычисления массовой доли соли в медном купоросе находим массу соли CuSO4.
m(CuSO4)=m(CuSO4•5H2O)•ω(CuSO4)=500 г • 0,5=250 г
4. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(Н2О)+m(CuSO4•5H2O)=5000 г + 500 г=5500 г
5. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4)/m(раствора)=320 г: 5500 г=0,058, или 5,8%
3-й способ
1. Вычисляем молярную массу и, соответственно, массу 1 моль медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•M(H2O)=160+5•18=250, где
Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160,
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18
Масса 1 моль m(CuSO4•5H2O)=250 г
2. Вычисляем количество вещества CuSO4•5H2O массой 500 г по формуле: n=m/M.
n(CuSO4•5H2O)=m(CuSO4•5H2O)/M(CuSO4•5H2O)=500 г: 250 г/моль=2 моль
3. Находим количество вещества соли, содержащейся в 1 моль медного купороса.
В 1 моль медного купороса CuSO4•5H2O содержится 1 моль соли CuSO4, количества вещества одинаковые, поэтому
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O)=2 моль
4. Вычисляем массу соли CuSO4 в количестве вещества 2 моль по формуле: m=n•M.
m(CuSO4)=n(CuSO4)•M(CuSO4)=2 моль • 160 г/моль=320 г
5. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(Н2О)+m(CuSO4•5H2O)=5000 г + 500 г=5500 г
6. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4)/m(раствора)=320 г: 5500 г=0,058, или 5,8%
Ответ: 5,8%