34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274490

$Fe+CuSO_4\rightarrow FeSO_4+Cu$

$FeSO_4+Na_2S\rightarrow FeS\downarrow+Na_2SO_4$

Молярная масса медного купороса:

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

Количество вещества медного купороса:

$n(CuSO_4\cdot5H_2O)=\frac{12{,}5}{250}=0{,}05$ $моль$

Количество вещества сульфата меди (II):

$n(CuSO_4)=n(CuSO_4\cdot5H_2O)=0{,}05$ $моль$

Масса сульфата меди (II):

$m(CuSO_4)=0{,}05\cdot160=8$ $г$

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

$m_{р-ра}(CuSO_4)=\frac{8}{0{,}20}=40$ $г$

Количество вещества железа:

$n(Fe)=\frac{5{,}6}{56}=0{,}1$ $моль$

По уравнению реакции с сульфатом меди (II):

$n(Fe\ прореаг.)=n(CuSO_4)=0{,}05$ $моль$

Количество вещества железа, оставшегося в избытке:

$n(Fe\ изб.)=0{,}1-0{,}05=0{,}05$ $моль$

Масса железа, оставшегося в избытке:

$m(Fe\ изб.)=0{,}05\cdot56=2{,}8$ $г$

Количество вещества сульфата железа (II):

$n(FeSO_4)=n(CuSO_4)=0{,}05$ $моль$

Количество вещества выделившейся меди:

$n(Cu)=n(CuSO_4)=0{,}05$ $моль$

Масса выделившейся меди:

$m(Cu)=0{,}05\cdot64=3{,}2$ $г$

Масса сульфида натрия в добавленном растворе:

$m(Na_2S)=117\cdot0{,}10=11{,}7$ $г$

Количество вещества сульфида натрия:

$n(Na_2S)=\frac{11{,}7}{78}=0{,}15$ $моль$

По уравнению реакции с сульфатом железа (II):

$n(Na_2S\ прореаг.)=n(FeSO_4)=0{,}05$ $моль$

Количество вещества сульфида натрия, оставшегося в избытке:

$n(Na_2S\ изб.)=0{,}15-0{,}05=0{,}10$ $моль$

Масса сульфида натрия, оставшегося в растворе:

$m(Na_2S\ изб.)=0{,}10\cdot78=7{,}8$ $г$

Количество вещества осадка сульфида железа (II):

$n(FeS)=n(FeSO_4)=0{,}05$ $моль$

Масса осадка сульфида железа (II):

$m(FeS)=0{,}05\cdot88=4{,}4$ $г$

Масса конечного раствора:

$m_{р-ра}=40+5{,}6+117-3{,}2-2{,}8-4{,}4=152{,}2$ $г$

Массовая доля сульфида натрия в конечном растворе:

$\omega(Na_2S)=\frac{7{,}8}{152{,}2}\cdot100\%=5{,}12\%$.