Вопрос школьника
К 160 кг 10%-го раствора сульфата меди (II) прибавили избыток железных опилок. Какая масса меди выделилась, если выход продукта составил 90% от теоретически возможного?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химическую реакцию между сульфатом меди (II) и железными опилками:
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
Из уравнения видно, что медь выделяется в виде металла, а железо переходит в состояние сульфата. Также известно, что в исходном растворе содержится 10% сульфата меди (II), то есть 16 кг (160 кг × 0,1).
Для расчета массы меди, выделившейся в результате реакции, необходимо знать количество железных опилок, которые были добавлены в раствор. Предположим, что был добавлен избыток опилок в 2 раза больше, чем необходимо для полного осаждения меди. Тогда масса железных опилок будет равна:
m(Fe) = 2 × (16 кг / 0,9) = 35,56 кг
Здесь мы использовали выход продукта, который составил 90% от теоретически возможного. Таким образом, для полного осаждения 16 кг сульфата меди (II) необходимо 17,78 кг железных опилок. Учитывая избыток в 2 раза, получаем указанную массу.
Теперь можно рассчитать массу меди, выделившейся в результате реакции:
m(Cu) = 16 кг × 0,9 = 14,4 кг
Ответ: масса меди, выделившейся в результате реакции, составляет 14,4 кг.
