Question

Некую массу кристаллогидрата меди CuSO4 ∙ 5H2O растворили в воде и  получили 78  г раствора с  массовой долей соли 11,6%. К  этому раствору добавили 14  г кобальта, а  затем 98  г 21,7%-го раствора карбоната калия. Определите массовую долю карбоната калия в конечном растворе и найдите массу кристаллогидрата меди, использованную для получения исходного раствора (процессами гидролиза пренебречь).

Answer 1

дано:
m(раствора CuSO4) = 78 г ω(CuSO4) = 11.6% = 0.116 m(Co) = 14 г m(раствора K2CO3) = 98 г ω(K2CO3) = 21.7% = 0.217

найти:
ω(K2CO3) в конечном растворе m(CuSO4*5H2O)

решение:
Масса CuSO4 в растворе:
m(CuSO4) = 0.116 * 78 г ≈ 9.05 г

Молярная масса CuSO4:
M(CuSO4) = 159.5 г/моль

Количество вещества CuSO4:
n(CuSO4) = 9.05 г / 159.5 г/моль ≈ 0.057 моль

Реакция кобальта с CuSO4:
Co + CuSO4 = CoSO4 + Cu
n(Co) = 14 г / 59 г/моль ≈ 0.237 моль
Так как n(Co) > n(CuSO4), CuSO4 прореагирует полностью.

Масса K2CO3 в растворе:
m(K2CO3) = 0.217 * 98 г ≈ 21.27 г

Количество вещества K2CO3:
n(K2CO3) = 21.27 г / 138 г/моль ≈ 0.154 моль
Реакция K2CO3 с CuSO4 (если бы он остался):
CuSO4 + K2CO3 = CuCO3 + K2SO4

Так как CuSO4 прореагировал с Co, реакция K2CO3 с ним не идет.

Масса воды в растворе CuSO4:
m(H2O) = 78 г - 9.05 г = 68.95 г

Общая масса раствора:
m(конечный раствор) ≈ 78 г + 14 г + 98 г - масса осадков ≈ 190 г (приблизительно, без учета осадков)

Массовая доля K2CO3 в конечном растворе:
ω(K2CO3) ≈ 21.27 г / 190 г ≈ 0.112 ≈ 11.2%
Молярная масса CuSO4*5H2O:
M(CuSO4*5H2O) = 249.5 г/моль

Масса CuSO4*5H2O:
m(CuSO4*5H2O) = 0.057 моль * 249.5 г/моль ≈ 14.2 г

Ответ:
ω(K2CO3) в конечном растворе ≈ 11.2% m(CuSO4*5H2O) ≈ 14.2 г