Для решения задачи нам нужно определить, сколько кристаллогидрата CuSO4·5H2O образуется после охлаждения раствора. Давайте разберем шаги по порядку.
Шаг 1: Определим массу CuSO4 в 20%-ом растворе.
- У нас есть 80 г 20%-ого раствора CuSO4.
- 20% означает, что на 100 г раствора приходится 20 г CuSO4. Таким образом, в 80 г раствора содержится:
- Масса CuSO4 = (20 г / 100 г) * 80 г = 16 г.
Шаг 2: Определим общую массу CuSO4 в растворе после добавления.
- К уже имеющимся 16 г CuSO4 добавили 2,75 г CuSO4.
- Общая масса CuSO4 = 16 г + 2,75 г = 18,75 г.
Шаг 3: Определим, сколько CuSO4 может раствориться в растворе при начальной температуре.
- Согласно данным, 20%-ый раствор CuSO4 является насыщенным. Это означает, что при данной температуре в 100 г раствора может раствориться 20 г CuSO4.
- В нашем растворе (80 г) максимальная масса CuSO4, которая может раствориться, остается 16 г (так как это 20% от 80 г).
Шаг 4: Определим, сколько CuSO4 останется в растворе после охлаждения.
- Так как у нас есть 18,75 г CuSO4, а раствор может удерживать только 16 г, то:
- Масса выпавшего кристаллогидрата CuSO4 = 18,75 г - 16 г = 2,75 г.
Шаг 5: Определим массу кристаллогидрата CuSO4·5H2O.
- Каждый моль CuSO4·5H2O содержит 1 моль CuSO4 и 5 моль воды.
- Молярная масса CuSO4·5H2O = 159,5 г/моль (CuSO4) + 90 г/моль (5H2O) = 249,5 г/моль.
- Соотношение между массой CuSO4 и массой кристаллогидрата: 1 моль CuSO4 дает 1 моль кристаллогидрата.
- Используя пропорцию, можем найти массу кристаллогидрата, которая образуется из 2,75 г CuSO4:
Масса кристаллогидрата CuSO4·5H2O = (2,75 г CuSO4) * (249,5 г CuSO4·5H2O / 159,5 г CuSO4) = 4,3 г.
Ответ: Вариант D) 4 г.