Вопрос: Для полного осаждения меди CuSO4 с массовой долей 291 см³ в виде CuS использовали газ, полученный обработкой 17,6 г FeS избытком соляной кислоты. Как можно найти относительную плотность исходного раствора CuSO4?

Химия 11 класс Расчеты в химии (стехиометрия) относительная плотность CuSO4 осаждение меди CuS массовая доля FeS соляная кислота химическая реакция расчёт плотности химия 11 класс Новый

Ответ:

1. Реакции:

Для начала определим реакции, которые происходят в данной задаче. У нас есть сульфид железа (FeS), который реагирует с соляной кислотой (HCl). Реакция будет выглядеть следующим образом:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S.

Полученный сульфид водорода (H₂S) затем реагирует с сульфатом меди (CuSO₄):

CuSO₄ + H₂S → CuS + H₂SO₄.

2. Найдём количество вещества FeS:

Сначала нам нужно рассчитать количество вещества (n) сульфида железа (FeS). Для этого нам потребуется его молярная масса:

• Молярная масса FeS = 55,85 (Fe) + 32,07 (S) = 87,92 г/моль.

Теперь мы можем найти количество вещества:

• n(FeS) = масса / молярная масса = 17,6 г / 87,92 г/моль ≈ 0,2 моль.

3. По реакции найдем количество H₂S:

Из уравнения реакции видно, что на каждую молекулу FeS образуется одна молекула H₂S. Следовательно:

• n(H₂S) = n(FeS) = 0,2 моль.

4. Найдём количество CuSO₄:

Согласно стехиометрии, количество CuSO₄ равно количеству H₂S. То есть:

• n(CuSO₄) = n(H₂S) = 0,2 моль.

Теперь рассчитаем массу CuSO₄. Для этого нам нужна его молярная масса:

• M(CuSO₄) = 63,55 (Cu) + 32,07 (S) + 4 × 16 (O) = 159,62 г/моль.

Теперь находим массу CuSO₄:

• m(CuSO₄) = n(CuSO₄) × M(CuSO₄) = 0,2 моль × 159,62 г/моль ≈ 31,92 г.

5. Найдем плотность раствора:

Теперь нам нужно рассчитать относительную плотность раствора CuSO₄. Мы знаем, что массовая доля CuSO₄ в растворе составляет 0,2 (или 20%). Объем раствора равен 291 см³, что соответствует 0,291 л.

Плотность рассчитывается по формуле:

• ρ = m(CuSO₄) / (ω × V),

где ω - массовая доля, V - объем раствора. Подставляем значения:

• ρ = 31,92 г / (0,2 × 0,291 л) ≈ 548 кг/м³.

Объяснение:

Мы последовательно выполнили все шаги: определили реакции, нашли количество вещества FeS, затем H₂S и CuSO₄, рассчитали массу CuSO₄ и, наконец, вычислили плотность раствора. Таким образом, мы смогли найти относительную плотность раствора CuSO₄, используя данные о реакции и массы веществ.