Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции. При пропускании сероводорода через раствор сульфата меди(II) происходит реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый сульфид меди(II) чёрного цвета и серная кислота:
$CuSO_{4} + H_{2}S \rightarrow CuS \downarrow + H_{2}SO_{4}$

2. Рассчитаем количество вещества выпавшего осадка сульфида меди(II).
Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$.
Молярная масса $CuS$: $M(CuS) = 64 + 32 = 96$ г/моль.
$n(CuS) = \frac{14,4 \text{ г}}{96 \text{ г/моль}} = 0,15 \text{ моль}$.

3. Определим количество вещества сульфата меди(II), вступившего в реакцию.
Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $CuSO_{4}$ и $CuS$ равны (1:1). Следовательно, количество вещества сульфата меди равно количеству вещества осадка:
$n(CuSO_{4}) = n(CuS) = 0,15 \text{ моль}$.

4. Вычислим массу чистого сульфата меди(II) в растворе.
Молярная масса $CuSO_{4}$: $M(CuSO_{4}) = 64 + 32 + 16 \cdot 4 = 160$ г/моль.
$m(CuSO_{4}) = n(CuSO_{4}) \cdot M(CuSO_{4}) = 0,15 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = 24 \text{ г}$.

5. Найдём массу исходного раствора сульфата меди(II).
Массовая доля вещества в растворе вычисляется по формуле: $\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%$.
Отсюда масса раствора равна:
$m_{\text{раствора}}(CuSO_{4}) = \frac{m(CuSO_{4})}{\omega} \cdot 100\% = \frac{24 \text{ г}}{5\%} \cdot 100\% = 480 \text{ г}$.

Ответ: 480 г

Источник: ФИПИ