Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции между алюминием и сульфатом меди(II). Алюминий — более активный металл, чем медь, поэтому он вытесняет медь из раствора её соли:
$2Al + 3CuSO_{4} \rightarrow Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3Cu$

2. Найдём массу чистого сульфата меди(II) в растворе. Для этого массу раствора умножим на массовую долю вещества (переведённую в десятичную дробь):
$m(CuSO_{4}) = m(раствора) \cdot \omega = 480\text{ г} \cdot 0,1 = 48\text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) сульфата меди(II). Для этого массу разделим на молярную массу вещества.
Молярная масса $M(CuSO_{4}) = 64 + 32 + 16 \cdot 4 = 160\text{ г/моль}$.
$n(CuSO_{4}) = \frac{m(CuSO_{4})}{M(CuSO_{4})} = \frac{48\text{ г}}{160\text{ г/моль}} = 0,3\text{ моль}$

4. Определим количество вещества алюминия по уравнению реакции. Согласно коэффициентам в уравнении, на 3 моль $CuSO_{4}$ требуется 2 моль $Al$. Составим пропорцию:
$\frac{n(Al)}{2} = \frac{n(CuSO_{4})}{3}$
Отсюда: $n(Al) = \frac{2}{3} \cdot n(CuSO_{4}) = \frac{2}{3} \cdot 0,3\text{ моль} = 0,2\text{ моль}$

5. Вычислим массу алюминия. Для этого количество вещества умножим на его молярную массу.
Молярная масса $M(Al) = 27\text{ г/моль}$.
$m(Al) = n(Al) \cdot M(Al) = 0,2\text{ моль} \cdot 27\text{ г/моль} = 5,4\text{ г}$

Ответ: 5,4 г

Источник: ФИПИ