Дано:
Масса медного купороса (CuSO4) = 37,5 г
Массовая доля CuSO4 в растворе после растворения = 20%
Масса добавленного железа (Fe) = 11,2 г
Масса добавленного десятипроцентного раствора серной кислоты (H2SO4) = 200 г
Найти: Массу соли в конечном растворе.
Решение:
1. Найдем массу CuSO4 в растворе после растворения:
Масса CuSO4 = масса медного купороса * массовая доля CuSO4 в растворе
Масса CuSO4 = 37,5 г * 20% = 7,5 г
2. Нейтрализация CuSO4 и Fe происходит по уравнению:
CuSO4 + Fe -> FeSO4 + Cu
3. Найдем массу Fe, необходимую для полной реакции с CuSO4:
Масса Fe = масса CuSO4 = 7,5 г
4. Найдем массу общего раствора после добавления Fe:
Масса общего раствора = масса CuSO4 + масса Fe
Масса общего раствора = 7,5 г + 11,2 г = 18,7 г
5. После реакции образуется FeSO4. Найдем массу FeSO4, образовавшегося в результате реакции:
Масса FeSO4 = масса Fe = 11,2 г
6. Добавляемый десятипроцентный раствор H2SO4 содержит 10% H2SO4 по массе.
Найдем массу H2SO4 в добавленном растворе:
Масса H2SO4 = 10% * 200 г = 20 г
7. Нейтрализация H2SO4 происходит по уравнению:
H2SO4 + Fe(OH)2 -> FeSO4 + 2H2O
8. Для полной нейтрализации 1 моль H2SO4 требуется 1 моль Fe(OH)2.
Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль, молярная масса Fe(OH)2 = 89,9 г/моль.
Найдем массу Fe(OH)2, необходимую для полной нейтрализации:
Масса Fe(OH)2 = (масса H2SO4 * молярная масса Fe(OH)2) / молярная масса H2SO4
Масса Fe(OH)2 = (20 г * 89,9 г/моль) / 98 г/моль ≈ 18,35 г
9. Общая масса раствора после добавления H2SO4:
Масса общего раствора = масса общего раствора после добавления Fe + масса добавленного H2SO4
Масса общего раствора = 18,7 г + 200 г = 218,7 г
10. Масса FeSO4 в конечном растворе:
Масса FeSO4 = масса FeSO4, образовавшегося после реакции + масса FeSO4, образовавшегося после нейтрализации
Масса FeSO4 = 11,2 г + 18,35 г = 29,55 г
Ответ: Масса соли (FeSO4) в конечном растворе составляет примерно 29,55 г.