Дано:
- масса раствора сульфата меди(II) (m_solution) = 50,0 г
- увеличение массы железной пластинки (m_Fe) = 0,40 г
Найти:
массовую долю сульфата железа (w_FeSO4) в растворе.
Решение:
1. Рассмотрим реакцию между железом и сульфатом меди(II):
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Из уравнения видно, что 1 моль железа реагирует с 1 моль сульфата меди(II), образуя 1 моль сульфата железа и выделяя 1 моль меди.
2. Найдем количество молей меди, образовавшейся в результате реакции:
Молярная масса меди (M_Cu) ≈ 63,55 г/моль.
Количество молей меди:
n_Cu = m_Fe / M_Cu = 0,40 г / 63,55 г/моль ≈ 0,00629 моль.
3. Поскольку реакция идет в соотношении 1:1, то количество молей сульфата железа (FeSO4), образовавшегося в растворе, также равно n_Cu = 0,00629 моль.
4. Рассчитаем массу сульфата железа, используя его молярную массу:
Молярная масса сульфата железа (FeSO4) ≈ 55,85 г/моль (Fe) + 32,07 г/моль (S) + 4 * 16,00 г/моль (O) ≈ 151,91 г/моль.
Масса сульфата железа:
m_FeSO4 = n_Cu * M_FeSO4 = 0,00629 моль * 151,91 г/моль ≈ 0,955 г.
5. Теперь найдем массовую долю сульфата железа в растворе:
w_FeSO4 = m_FeSO4 / m_solution = 0,955 г / 50,0 г ≈ 0,0191.
Ответ:
Массовая доля сульфата железа в растворе составляет приблизительно 0,0191 или 1,91%.