Дано:
- масса железной пластинки = 20,0 г
- масса раствора = 110 г
- массовая доля сульфата меди(II) = 8,22 %
Найти:
- массовую долю сульфата железа(II) в растворе после окончания реакции.
Решение:
1. Рассчитаем массу сульфата меди(II) в растворе.
масса сульфата меди(II) = масса раствора * массовая доля сульфата меди(II)
масса сульфата меди(II) = 110 г * 0,0822 ≈ 9,04 г
2. Найдем количество моль сульфата меди(II):
Молярная масса CuSO4 = 63,55 + 32,07 + 4 * 16,00 = 159,62 г/моль
количество моль CuSO4 = масса / молярная масса
количество моль CuSO4 = 9,04 г / 159,62 г/моль ≈ 0,0566 моль
3. Запишем уравнение реакции между железом и сульфатом меди(II):
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Из уравнения видно, что на 1 моль Fe реагирует 1 моль CuSO4.
4. Рассчитаем количество моль железа:
Молярная масса Fe = 55,85 г/моль
количество моль Fe = масса / молярная масса
количество моль Fe = 20,0 г / 55,85 г/моль ≈ 0,357 моль
5. Определим, сколько моль сульфата меди(II) будет использовано в реакции:
Так как количество моль CuSO4 (0,0566 моль) меньше, чем количество моль Fe (0,357 моль), то вся масса сульфата меди(II) прореагирует.
6. После реакции образуется такое же количество моль сульфата железа(II), то есть 0,0566 моль FeSO4.
7. Рассчитаем массу образовавшегося сульфата железа(II):
Молярная масса FeSO4 = 55,85 + 32,07 + 4 * 16,00 = 151,91 г/моль
масса FeSO4 = количество моль * молярная масса
масса FeSO4 = 0,0566 моль * 151,91 г/моль ≈ 8,59 г
8. Теперь найдем общую массу раствора после реакции:
масса нового раствора = начальная масса раствора + масса образовавшегося FeSO4
масса нового раствора = 110 г + 8,59 г = 118,59 г
9. Рассчитаем массовую долю сульфата железа(II) в новом растворе:
массовая доля FeSO4 = (масса FeSO4 / масса нового раствора) * 100%
массовая доля FeSO4 = (8,59 г / 118,59 г) * 100% ≈ 7,24 %
Ответ:
Массовая доля сульфата железа(II) в растворе после окончания реакции составляет approximately 7,24 %.