Для решения этой задачи, давайте сначала разберем, что происходит в реакции между сульфатом меди(II) и железом. Железо вытесняет медь из раствора, и в результате образуется сульфат железа(II) и металлическая медь. Мы будем следовать нескольким шагам, чтобы найти массовые доли сульфата меди и сульфата железа(II) в конечном растворе.
Шаг 1: Определение массы сульфата меди в начальном растворе- У нас есть 200 г 16%-ного раствора сульфата меди(II).
- Чтобы найти массу сульфата меди, используем формулу: масса вещества = процентное содержание * масса раствора.
- Масса сульфата меди = 0,16 * 200 г = 32 г.
Шаг 2: Определение массы железа, которая вступила в реакцию- Начальная масса железной пластинки = 50 г.
- Конечная масса железной пластинки = 50,96 г.
- Следовательно, масса железа, которая вступила в реакцию = конечная масса - начальная масса = 50,96 г - 50 г = 0,96 г.
Шаг 3: Определение массы меди, которая образовалась- Согласно уравнению реакции, 1 моль железа реагирует с 1 моль сульфата меди, образуя 1 моль меди.
- Молярная масса железа (Fe) = 55,85 г/моль, а молярная масса меди (Cu) = 63,55 г/моль.
- Масса меди, образовавшейся в результате реакции: 0,96 г Fe * (63,55 г Cu / 55,85 г Fe) = 1,14 г Cu.
Шаг 4: Определение массы сульфата меди, оставшегося в растворе- Начальная масса сульфата меди = 32 г.
- Масса сульфата меди, которая прореагировала: 1,14 г (это масса меди, которая образовалась).
- Оставшаяся масса сульфата меди = 32 г - 1,14 г = 30,86 г.
Шаг 5: Определение массы сульфата железа(II),образовавшегося в результате реакции- По уравнению реакции, на каждую 1 моль сульфата меди образуется 1 моль сульфата железа(II).
- Масса сульфата железа(II) = 1,14 г Cu * (Молярная масса сульфата железа(II) = 55,85 г + 32 г + 4*16 г) = 55,85 + 32 + 64 = 151,85 г/моль.
- Следовательно, масса сульфата железа(II) = 1,14 г * (151,85 г/моль / 63,55 г/моль) = 2,71 г.
Шаг 6: Определение общей массы раствора в конечном состоянии- Общая масса раствора = масса оставшегося сульфата меди + масса образовавшегося сульфата железа(II) + масса воды (которая не менялась).
- Масса воды в растворе = 200 г - 32 г = 168 г.
- Общая масса раствора = 30,86 г (сульфат меди) + 2,71 г (сульфат железа) + 168 г (вода) = 201,57 г.
Шаг 7: Определение массовых долей сульфата меди и сульфата железа(II) в конечном растворе- Массовая доля сульфата меди = (масса сульфата меди / общая масса раствора) * 100% = (30,86 г / 201,57 г) * 100% ≈ 15,29%.
- Массовая доля сульфата железа(II) = (масса сульфата железа / общая масса раствора) * 100% = (2,71 г / 201,57 г) * 100% ≈ 1,34%.
Таким образом, в конечном растворе массовая доля сульфата меди составляет примерно 15,29%, а массовая доля сульфата железа(II) составляет примерно 1,34%.