Масса кристаллов, выделяющихся при охлаждении 200 мл 25% -ного раствора сульфата меди (II) плотностью 1,2 г/мл, составляет 25 г. Какое количество осадка образуется при пропускании через фильтрат 5,6 л сероводорода? Определите качественный и количественный состав веществ в растворе после отделения осадка сульфида. Источник: В.Н. Доронькин, «Неорганическая химия», Тренировочная тетрадь, стр. 29.
Фильтрат – жидкость, после фильтрования.
Для решения подобных задач необходимо помнить, что сульфат меди кристаллизуется в виде медного купороса (пентагидрата сульфата меди (II)): CuSO4×5H2O.
M(CuSO4) = 160 г/моль
M(CuSO4×5H2O) = 250 г/моль.
1. Найдем массу и исходное количество вещества CuSO4 в растворе:
Видим, что CuSO4 дан в избытке, так как если Na2S прореагирует полностью, в растворе останется 0,3-0,1=0,2 моль CuSO4.
Осадок CuS образуется в количестве 0,1 моль, так как для расчетов берем количество вещества, взятого в недостатке (т.е. Na2S).
В итоге, после завершения реакции в растворе имеем:
CuSO4 в количестве 0,3-0,1=0,2 моль
Na2SO4 в количестве 0,1 моль
CuS выпал в осадок, т.е. в растворе его нет. А Na2S в реакции расходовался полностью.
Также необходимо помнить, что при осторожном выпаривании CuSO4 и Na2SO4 выделяются в виде кристаллогидратов: CuSO4×5H2O и Na2SO4×10H2O. Их молярные массы:
Находим их массы: m(CuSO4×5H2O) = 0,2×250 = 50 г. m(Na2SO4×10H2O) = 0,1×322 = 32,2 г.
Задача 3.
Медный купорос (CuSO4·5H2O) массой 12,5 г растворили в воде и получили раствор с массовой долей соли 20%. К этому раствору добавили 5,6 г железа и после завершения реакции еще 117 г 10%-ного раствора сульфида натрия. Определите массовую долю сульфида натрия в конечном растворе.
Источник: Я сдам ЕГЭ. Типовые задания. А.А. Каверина, стр. 210.
1. Вычислим количество веществ сульфата меди (II) в растворе и железа:
m(исх. р-ра CuSO4) = 8/0,2 = 40 г.
m(железа, которое перешло в раствор) = 0,05·56 = 2,8 г.
m(ра-ра Na2S) = 117 г (по условию)
m(Cu) = 0,05·64 = 3,2 г.
m(FeS) = 0,05·88 = 4,4 г.
Фосфид кальция массой 18,2 г растворили в 182,5 г 20%-ной соляной кислоты. К полученному раствору добавили 200,2 г кристаллической соды (Na2CO3·10H2O). Определите массовую долю карбоната натрия в конечном растворе.
Источник: Я сдам ЕГЭ. Типовые задания. А.А. Каверина, стр. 210.
1. Вычислим количества всех веществ и составим уравнение реакции:
n(Ca3P2) = 18,2/182 = 0,1 моль
m(HCl) = 182,5·0,2 = 36,5 г
n(HCl) = 36,5/36,5 = 1 моль
M(Na2CO3·10H2O) = 286 г/моль
n(Na2CO3·10H2O) = 200,2/286 = 0,7 моль
Ca3P2
+
6HCl
->
3CaCl2
+
2PH3
Было:
0,1 моль
1 моль
-
-
Стало:
-
1-0,6 = 0,4 моль
0,3 моль
0,2 моль
Фосфид кальция в недостатке, для полной реакции с ним необходимо в 6 раз большее количество соляной килоты, т.е. 0,6 моль. Избыток HCl составляет 1-0,6 = 0,4 моль.
2. Добавим в раствор кристаллическую соду, в результате чего протекают две реакции:
К 20%-ному раствору соли, полученному при растворении в воде 50 г медного купороса (CuSO4·5H2O), добавили 14,4 г магния. После завершения реакции к полученной смеси прибавили 146 г 25%-ного раствора хлороводородной кислоты. Определите массовую долю хлороводорода в образовавшемся растворе. (Процессами гидролиза пренебречь.)
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
ω(HCl) = m(HCl)/m(р-ра) = 7,3/306,8 = 0,024 или 2,4%.
Ответ: ω(HCl) = 0,024 или 2,4%.
Задача 6.
При растворении 25 г медного купороса (CuSO4 · 5H2O) в воде был получен 20%-ный раствор соли. К этому раствору добавили измельчённую смесь, образовавшуюся в результате прокаливания порошка алюминия массой 2,16 г с оксидом железа(III) массой 6,4 г. Определите массовую долю сульфата меди(II) в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
