Решение задачи:
Найдем массу сульфата меди (II) в исходном растворе:
Масса сульфата меди (II) = 200 г * 0,04 = 8 г.
Найдем количество молей CuSO4 и газа:
n(CuSO4)исход. = 8 г / 160 г/моль = 0,05 моль.
n(газ) = 0,448 л / 22,4 л/моль = 0,02 моль.
Учитывая уравнение реакции, видим, что 1 моль CuSO4 дает 1 моль газа. Таким образом, все 0,05 моль CuSO4 должны прореагировать, но фактически прореагировало только 0,02 моль.
Найдем количество молей CuSO4 после реакции:
n(CuSO4)прореаг. = n(газ) = 0,02 моль.
n(CuSO4)конеч. = n(CuSO4)исход. - n(CuSO4)прореаг. = 0,05 моль - 0,02 моль = 0,03 моль.
Найдем массы CuSO4, H2SO4 и общую массу раствора после реакции:
m(CuSO4)конеч. = n(CuSO4)конеч. * M = 0,03 моль * 160 г/моль = 4,8 г.
m(H2SO4)конеч. = n(газ) * M = 0,02 моль * 98 г/моль = 1,96 г.
m(p-pa)конеч. = m(p-pa)исх. - m(Cu) - m(O2) = 200 г - 0,02 моль * 64 г/моль - 0,02 моль * 32 г/моль = 198,08 г.
Найдем массовые доли растворенных веществ:
w(CuSO4) = m(CuSO4)конеч. / m(p-pa)конеч. = 4,8 г / 198,08 г ≈ 0,024 (2,4%).
w(H2SO4) = m(H2SO4)конеч. / m(p-pa)конеч. = 1,96 г / 198,08 г ≈ 0,01 (1%).
Таким образом, концентрации веществ в полученном растворе составляют около 2,4% для CuSO4 и около 1% для H2SO4.