Навеску медного купороса массой 8,00 г растворили в 50,0 см3 воды. Полученный раствор упарили наполовину (по массе) и охладили до 20 °С. При этом выпал осадок, который тщательно отделили от раствора (маточный раствор) фильтрованием и осторожно высушили. Масса осадка составила 4,90 г.
а)  Рассчитайте массовую долю сульфата меди(II) в маточном растворе.
б)  Чему равна растворимость (в граммах на 100 г воды) сульфата меди(II) в воде при 20 °С?
от

1 Ответ

дано:
- масса медного купороса (CuSO4) = 8,00 г
- объем воды = 50,0 см3
- масса осадка CuSO4*5H2O = 4,90 г

найти:
а) массовую долю сульфата меди(II) в маточном растворе.
б) растворимость сульфата меди(II) в воде при 20 °С, в граммах на 100 г воды.

решение:

1. Рассчитаем количество вещества медного купороса, используя его молярную массу.
   
   Молярная масса CuSO4 = 63,55 (Cu) + 32,07 (S) + 4 * 16,00 (O) = 159,62 г/моль.

   n(CuSO4) = m / M = 8,00 г / 159,62 г/моль ≈ 0,0501 моль.

2. При упаривании раствора наполовину по массе, получим:
   
   масса оставшегося раствора = 50,0 г / 2 = 25,0 г.

3. Теперь найдем количество сульфата меди(II), который остался в маточном растворе после фильтрации.

   Сначала найдем количество вещества осадка:
   
   Для осадка CuSO4*5H2O:
   
   Молярная масса CuSO4*5H2O = 159,62 + 5 * 18,02 = 249,72 г/моль.

   n(CuSO4*5H2O) = 4,90 г / 249,72 г/моль ≈ 0,0196 моль.

4. Определим массу сульфата меди(II), содержащегося в осадке:
   
   Масса CuSO4 в осадке = n(CuSO4*5H2O) * M(CuSO4) = 0,0196 моль * 159,62 г/моль ≈ 3,13 г.

5. Теперь найдем массу сульфата меди(II) в маточном растворе:

   Масса CuSO4 в маточном растворе = масса CuSO4 - масса CuSO4 в осадке = 8,00 г - 3,13 г ≈ 4,87 г.

6. Далее рассчитаем массовую долю сульфата меди(II) в маточном растворе:

   Массовая доля CuSO4 = (масса CuSO4 в маточном растворе / масса маточного раствора) * 100%.

   Масса маточного раствора = 25,0 г.

   Массовая доля CuSO4 = (4,87 г / 25,0 г) * 100% ≈ 19,48%.

ответ:
а) Массовая доля сульфата меди(II) в маточном растворе составляет примерно 19,48%.

б) Для определения растворимости сульфата меди(II) в воде при 20 °С, воспользуемся следующими данными:

   Масса CuSO4 в осадке = 3,13 г (это то количество, которое не растворилось).

   Таким образом, для 4,90 г осадка CuSO4*5H2O мы знаем, что это соответствует 4,90 г * (159,62 / 249,72) ≈ 3,13 г CuSO4.

   В этом случае мы можем сказать, что оставшиеся 25 г раствора содержат 4,87 г CuSO4.

   Растворимость s = (масса CuSO4 / масса воды) * 100 г.

   Масса воды = 50 г (вода) - 25 г (остаток раствора) = 25 г.

   s = (4,87 г / 25 г) * 100 г ≈ 19,48 г.

ответ:
б) Растворимость сульфата меди(II) в воде при 20 °С составляет примерно 19,48 г на 100 г воды.
от