34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274488

$2Al+Fe_2O_3\rightarrow Al_2O_3+2Fe$

$Fe+CuSO_4\rightarrow FeSO_4+Cu$

Молярная масса медного купороса:

$M(CuSO_4\cdot5H_2O)=160+5\cdot18=250$ $г/моль$

Количество вещества медного купороса:

$n(CuSO_4\cdot5H_2O)=\frac{25}{250}=0{,}1$ $моль$

Количество вещества сульфата меди (II):

$n(CuSO_4)=n(CuSO_4\cdot5H_2O)=0{,}1$ $моль$

Масса сульфата меди (II):

$m(CuSO_4)=0{,}1\cdot160=16$ $г$

Так как получен $20\%$-ный раствор соли, масса раствора равна:

$m_{р-ра}(CuSO_4)=\frac{16}{0{,}20}=80$ $г$

Количество вещества алюминия:

$n(Al)=\frac{2{,}16}{27}=0{,}08$ $моль$

Количество вещества оксида железа (III):

$n(Fe_2O_3)=\frac{6{,}4}{160}=0{,}04$ $моль$

По уравнению реакции:

$n(Al):n(Fe_2O_3)=2:1$

$\frac{0{,}08}{0{,}04}=2$

Следовательно, алюминий и оксид железа (III) прореагировали полностью.

Количество вещества образовавшегося железа:

$n(Fe)=2n(Fe_2O_3)=2\cdot0{,}04=0{,}08$ $моль$

Количество вещества образовавшегося оксида алюминия:

$n(Al_2O_3)=n(Fe_2O_3)=0{,}04$ $моль$

При добавлении полученной смеси к раствору сульфата меди (II) железо реагирует с $CuSO_4$.

По уравнению реакции:

$n(CuSO_4\ прореаг.)=n(Fe)=0{,}08$ $моль$

Количество вещества сульфата меди (II), оставшегося в растворе:

$n(CuSO_4\ ост.)=0{,}1-0{,}08=0{,}02$ $моль$

Масса сульфата меди (II), оставшегося в растворе:

$m(CuSO_4\ ост.)=0{,}02\cdot160=3{,}2$ $г$

Масса железа, вступившего в реакцию:

$m(Fe)=0{,}08\cdot56=4{,}48$ $г$

Количество вещества выделившейся меди:

$n(Cu)=n(Fe)=0{,}08$ $моль$

Масса выделившейся меди:

$m(Cu)=0{,}08\cdot64=5{,}12$ $г$

Масса оксида алюминия:

$m(Al_2O_3)=0{,}04\cdot102=4{,}08$ $г$

Масса полученного раствора:

$m_{р-ра}=80+2{,}16+6{,}4-5{,}12-4{,}08=79{,}36$ $г$

Массовая доля сульфата меди (II) в полученном растворе:

$\omega(CuSO_4)=\frac{3{,}2}{79{,}36}\cdot100\%=4{,}03\%$.