В эксикатор в отдельных открытых сосудах помещено 100 г 98%-ной серной кислоты и 50 г сульфата меди пентагидрата. Рассчитайте массовую долю раствора серной кислоты после полного обезвоживания кристаллогидрата.
от

1 Ответ

Дано:
- Масса серной кислоты (98%-ной) = 100 г
- Масса сульфата меди пентагидрата (CuSO4·5H2O) = 50 г

Молекулярные массы:
- Молекулярная масса серной кислоты (H2SO4) = 98 г/моль
- Молекулярная масса сульфата меди пентагидрата (CuSO4·5H2O) = 249.6 г/моль

Найти:
- Массовую долю серной кислоты после полного обезвоживания кристаллогидрата.

Решение:
1. Определим количество вещества сульфата меди пентагидрата:
   
   n(CuSO4·5H2O) = масса / молекулярная масса
   n(CuSO4·5H2O) = 50 г / 249.6 г/моль ≈ 0.200 моль

2. Определим количество вещества серной кислоты (H2SO4) в 100 г раствора:
   
   Масса H2SO4 в растворе = 100 г * 0.98 = 98 г
   Количество вещества H2SO4 = 98 г / 98 г/моль = 1 моль

3. Реакция между серной кислотой и сульфатом меди пентагидрата:

   CuSO4·5H2O + H2SO4 → CuSO4 + 5H2O + H2SO4

   Из уравнения видно, что 1 моль CuSO4·5H2O реагирует с 1 моль H2SO4.

   Поэтому 0.200 моль CuSO4·5H2O требует 0.200 моль H2SO4.

4. После реакции будет оставаться:
   
   Оставшееся количество H2SO4 = начальное количество - использованное количество
   Оставшееся количество H2SO4 = 1 моль - 0.200 моль = 0.800 моль

   Масса оставшегося H2SO4 = 0.800 моль * 98 г/моль = 78.4 г

5. Общая масса смеси после реакции:

   Масса оставшегося H2SO4 + масса нерастворенного сульфата меди (CuSO4)
   Масса CuSO4 = 50 г (так как весь кристаллогидрат разлагается на CuSO4 и H2O)

   Общая масса = 78.4 г + 50 г = 128.4 г

6. Массовая доля H2SO4:

   Массовая доля = масса H2SO4 / общая масса смеси
   Массовая доля = 78.4 г / 128.4 г ≈ 0.610 (или 61.0%)

Ответ:
Массовая доля серной кислоты после полного обезвоживания кристаллогидрата составляет примерно 61.0%.
от