Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 48483
i

На­сы­щен­ный рас­твор суль­фа­та меди(II), по­лу­чен­ный до­бав­ле­ни­ем не­об­хо­ди­мо­го ко­ли­че­ства воды к 125 г пен­та­гид­ра­та суль­фа­та меди \ChemForm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 умно­жить на 5H_2O пра­вая круг­лая скоб­ка был под­вер­нут элек­тро­ли­зу до тех пор, пока мас­со­вая доля кис­ло­ты не пре­вы­си­ла мас­со­вую долю суль­фа­та меди в 3 раза. После этого к по­лу­чен­но­му рас­тво­ру было до­бав­ле­но 33,3 г ди­гид­рок­со­кар­бо­на­та меди(II). Рас­счи­тай­те мас­со­вые доли соли и кис­ло­ты в ко­неч­ном рас­тво­ре, учи­ты­вая, что рас­тво­ри­мость без­вод­но­го суль­фа­та меди(II) в усло­ви­ях экс­пе­ри­мен­та со­став­ля­ет 31,6 г на 100 г воды.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  За­пи­шем урав­не­ния ре­ак­ций:

1)  \ChemForm2CuSO_4 плюс 2H_2O \reactrarrow0pt2 cmэлек­тро­лиз 2Cu\downarrow плюс O_2\uparrow плюс 2H_2SO_4;

2)  \ChemForm левая круг­лая скоб­ка CuOH пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 плюс 2H_2SO_4 \reactrarrow0pt1 cm 2CuSO_4 плюс CO_2 плюс 3H_2O.

2.  Рас­счи­та­ем мас­со­вую долю без­вод­но­го суль­фа­та меди в на­сы­щен­ном рас­тво­ре

\omega\rm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _в насыщ. р минус ре = дробь: чис­ли­тель: 31,6, зна­ме­на­тель: 131,6 конец дроби = 0,2401.

Опре­де­лим мас­со­вую долю суль­фа­та меди в кри­стал­ло­гид­ра­те:

\omega\rm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _в кр/г = дробь: чис­ли­тель: 160, зна­ме­на­тель: 250 конец дроби = 0,64.

Рас­счи­та­ем массу и ко­ли­че­ство без­вод­ной соли в 125 г кри­стал­ло­гид­ра­та:

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _в кр/г = 0,64 умно­жить на 125 = 80 г;

\it\nu\rm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _в кр/г = дробь: чис­ли­тель: 80, зна­ме­на­тель: 160 конец дроби = 0,5 моль.

Най­дем массу на­сы­щен­но­го рас­тво­ра:

\it m\rm_насыщ. р минус ра = дробь: чис­ли­тель: 80, зна­ме­на­тель: 0,2401 конец дроби = 333,2 г.

Пусть ко­ли­че­ство всту­пив­ше­го в ре­ак­цию суль­фа­та меди будет равно  x моль, тогда ко­ли­че­ство остав­ше­го­ся суль­фа­та меди со­ста­вит  левая круг­лая скоб­ка 0,5 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка моль. Ис­хо­дя из вы­во­да, что со­от­но­ше­ние мас­со­вых долей ве­ществ равно со­от­но­ше­нию масс этих ве­ществ, со­ста­вим урав­не­ние:

 дробь: чис­ли­тель: 98x, зна­ме­на­тель: 160 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 0,5 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = 3;

40 минус 40x=118x;

x=0,415 г.

Опре­де­лим ко­ли­че­ство ос­нов­но­го кар­бо­на­та меди:

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка CuOH пра­вая круг­лая скоб­ка _2CO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 33,3, зна­ме­на­тель: 222 конец дроби = 0,15 моль.

Со­глас­но урав­не­нию (1) ко­ли­че­ство об­ра­зо­вав­шей­ся кис­ло­ты в ходе элек­тро­ли­за со­став­ля­ет 0,415 моль, ко­ли­че­ство всту­пив­шей в ре­ак­цию (2) сер­ной кис­ло­ты 0,15 умно­жить на 2 = 0,3 моль, остав­шей­ся  —

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка H_2SO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _ост. = 0,415 минус 0,3 = 0,115 моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка H_2SO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _ост. = 0,115 умно­жить на 98 = 11,27г.

3.  Опре­де­лим сум­мар­ную массу суль­фа­та меди в ко­неч­ном рас­тво­ре, массу ко­неч­но­го рас­тво­ра и мас­со­вые доли сер­ной кис­ло­ты и суль­фа­та меди в ко­неч­ном рас­тво­ре:

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка _в ко­нечн. р минус ре = левая круг­лая скоб­ка 0,5 минус 0,115 плюс 0,3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 160 = 61,6г;

\it m_кон.р минус ра\rm = 333,2 минус 0,415 умно­жить на 64 минус 0,415 умно­жить на 32/2 плюс 33,3 минус 0,15 умно­жить на 44 = 326,7 г;

\omega\rm левая круг­лая скоб­ка CuSO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 61,6, зна­ме­на­тель: 326,7 конец дроби умно­жить на 100\% = 18,86\%;

\omega\rm левая круг­лая скоб­ка H_2SO_4 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 11,27, зна­ме­на­тель: 326,7 конец дроби умно­жить на 100\% = 3,45\%.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный, со­дер­жит все на­зван­ные выше эле­мен­ты4
Пра­виль­но за­пи­са­ны три эле­мен­та от­ве­та3
Пра­виль­но за­пи­са­ны два эле­мен­та от­ве­та2
Пра­виль­но за­пи­сан один эле­мент от­ве­та1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4
Раздел кодификатора ФИПИ:
5.1 Расчёты массы ве­ще­ства или объёма газов по из­вест­но­му ко­ли­че­ству ве­ще­ства, массе или объёму од­но­го из участ­ву­ю­щих в ре­ак­ции ве­ществ;
5.6 Расчёты массы (объёма, ко­ли­че­ства ве­ще­ства) про­дук­та ре­ак­ции, если одно из ве­ществ дано в виде рас­тво­ра с опре­делённой мас­со­вой долей рас­творённого ве­ще­ства;
5.7 Расчёты с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­ня­тий «мас­со­вая доля», «мо­ляр­ная кон­цен­тра­ция», «рас­тво­ри­мость».