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.