Масса медного купороса из оксида меди(II) и серной кислоты
Навеску оксида меди (II) массой 4 г обработали 10%-м раствором серной кислоты массой 196 г. Вычислите массу медного купороса (сульфата меди пятиводного), который можно получить в результате выпаривания полученного раствора.
Дано
`m(CuO) = 4 text{ г}`
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = 196 text{ г}`
`ω(H_2SO_4) = 10%`
Найти
`m(CuSO_4*5H_2O) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции оксида меди(II) с серной кислотой:
`CuO + H_2SO_4 = CuSO_4 + H_2O`
Найдём массу чистой серной кислоты в растворе:
`m(H_2SO_4) = (ω(H_2SO_4)*m(text{р-ра } H_2SO_4))/100 = (10*196)/100 = 19.6 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(CuO) = (m(CuO))/(M(CuO)) = 4/80 = 0.05 text{ моль}`
`n(H_2SO_4) = (m(H_2SO_4))/(M(H_2SO_4)) = 19.6/98 = 0.2 text{ моль}`
Сравним количества реагентов. По уравнению реакции вещества реагируют в соотношении 1:1. Оксид меди(II) в недостатке, поэтому расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции, количество вещества сульфата меди(II) равно количеству вещества оксида меди(II):
`n(CuSO_4) = n(CuO) = 0.05 text{ моль}`
Найдём массу безводного сульфата меди(II):
`m(CuSO_4) = n(CuSO_4)*M(CuSO_4) = 0.05*160 = 8 text{ г}`
При выпаривании раствора образуется кристаллогидрат `CuSO_4*5H_2O`. Найдём массовую долю `CuSO_4` в нём:
`ω(CuSO_4 text{ в крист.}) = (M(CuSO_4))/(M(CuSO_4*5H_2O)) = 160/250 = 0.64`
Масса медного купороса, который можно получить из 8 г безводной соли:
`m(CuSO_4*5H_2O) = (m(CuSO_4))/(ω(CuSO_4 text{ в крист.})) = 8/0.64 = 12.5 text{ г}`
Ответ
`m(CuSO_4*5H_2O) = 12.5 text{ г}`