Дано: m(CuSO4•5H2O)=80 г, V(H2O)=80 мл
Найти: ω(CuSO4) -?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем молярную массу медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•(H2O)=160+5•18=250 г/моль, где
Mr(CuSO4)=Ar(Сu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль
2. Для вычисления массы CuSO4 составляем пропорцию и решаем ее:
в 250 г CuSO4•5H2O содержится 160 г CuSO4, a
в 80 г CuSO4•5H2O ― х г CuSO4
х=m(CuSO4)=160 г • 80 г : 250 г=51,2 г
3. Рассчитываем массу воды.
m(H2O)=ρ(H2O)•V(H2O)=80 мл • 1 г/мл=80 г. Т.к. ρ(Н2О)=1 г/мл, для воды объём равен массе, поэтому данное действие можно не писать.
4. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(CuSO4•5H2O)+m(H2O)=80 г + 80 г=160 г
5. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4):m(раствора)•100%=51,2 г : 160 г•100%=32%
2-й способ
1. Вычисляем молярную массу медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•(H2O)=160+5•18=250 г/моль, где
Mr(CuSO4)=Ar(Сu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль
2. Вычисляем количество вещества медного купороса массой 80 г по формуле n=m/M, где M ― молярный объём.
n(CuSO4•5H2O)=m(CuSO4•5H2O)/М(CuSO4•5H2O)=80 г: 250 г/моль=0,32 моль
3. Рассчитываем количество вещества CuSO4 в 0,32 моль медного купороса.
1 моль медного купороса CuSO4•5H2O содержит 1 моль соли CuSO4, количество вещества одинаковое, поэтому
n(CuSO4)=n(CuSO4•5H2O)=0,32 моль
4. Вычисляем массу CuSO4 в количестве вещества 0,32 моль по формуле m=n•M, где M ― молярный объём.
m(CuSO4)=n(CuSO4)•М(CuSO4)=0,32 моль • 160 г/моль=51,2 г
5. Рассчитываем массу воды:
m(H2O)=ρ(H2O)•V(H2O)=80 мл •1 г/мл=80 г. Т.к. ρ(Н2О)=1 г/мл, для воды объём равен массе, поэтому данное действие можно не писать.
6. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(CuSO4•5H2O)+m(H2O)=80 г + 80 г=160 г
7. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4):m(раствора)•100%=51,2 г : 160 г•100%=32%
3-й способ
1. Вычисляем молярную массу медного купороса.
M(CuSO4•5H2O)=M(CuSO4)+5•(H2O)=160+5•18=250 г/моль, где
Mr(CuSO4)=Ar(Сu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль,
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=18, поэтому М(Н2О)=18 г/моль
2. Вычисляем массовую долю CuSO4 в 1 моль медного купороса.
ω(CuSO4)=M(CuSO4)/M(CuSO4•5H2O)=160/250=0,64
3. Рассчитываем массу CuSO4 в медном купоросе массой 80 г.
m(CuSO4)=ω(CuSO4)•m(CuSO4•5H2O)=0,64 • 80 г=51,2 г
4. Рассчитываем массу воды.
m(H2O)=ρ(H2O)•V(H2O)=80 мл •1 г/мл=80 г. Т.к. ρ(Н2О)=1 г/мл, для воды объём равен массе, поэтому данное действие можно не писать.
5. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(CuSO4•5H2O)+m(H2O)=80 г + 80 г=160 г
6. Вычисляем массовую долю CuSO4 в растворе:
ω(CuSO4)=m(CuSO4):m(раствора)•100%=51,2 г : 160 г•100%=32%
Ответ: ω(CuSO4)=32%