Для решения задачи определим, какая масса меди может быть вытеснена избытком цинка из раствора сульфата меди(II) (CuSO₄) массой 320 г с массовой долей соли 5%.
Найдем массу сульфата меди в растворе.
Массовая доля соли (CuSO₄) в растворе составляет 5%. Это означает, что на 100 г раствора приходится 5 г сульфата меди.
Масса раствора = 320 г
Массовая доля CuSO₄ = 5% = 0.05
Масса CuSO₄ в растворе:
[
m_{\text{CuSO₄}} = \text{масса раствора} \times \text{массовая доля соли} = 320 \, \text{г} \times 0.05 = 16 \, \text{г}
]
Рассчитаем количество вещества CuSO₄.
Молярная масса CuSO₄:
[
M{\text{CuSO₄}} = M{\text{Cu}} + M{\text{S}} + 4 \times M{\text{O}}
]
где:
[
M{\text{Cu}} = 63.5 \, \text{г/моль}, \quad M{\text{S}} = 32.1 \, \text{г/моль}, \quad M{\text{O}} = 16 \, \text{г/моль}
]
Тогда:
[
M{\text{CuSO₄}} = 63.5 + 32.1 + 4 \times 16 = 159.6 \, \text{г/моль}
]
Количество вещества CuSO₄:
[
n{\text{CuSO₄}} = \frac{m{\text{CuSO₄}}}{M_{\text{CuSO₄}}} = \frac{16 \, \text{г}}{159.6 \, \text{г/моль}} \approx 0.1002 \, \text{моль}
]
Напишем уравнение реакции вытеснения меди цинком.
Реакция протекает по уравнению:
[
\text{CuSO₄} + \text{Zn} \rightarrow \text{ZnSO₄} + \text{Cu}
]
Из уравнения видно, что 1 моль CuSO₄ реагирует с 1 моль Zn и образует 1 моль Cu.
Рассчитаем количество вещества меди, которое будет вытеснено.
Так как исходное количество CuSO₄ равно 0.1002 моль, то и количество меди, которое будет вытеснено, также будет 0.1002 моль.
Найдем массу меди.
Молярная масса меди:
[
M{\text{Cu}} = 63.5 \, \text{г/моль}
]
Масса меди:
[
m{\text{Cu}} = n{\text{Cu}} \times M{\text{Cu}} = 0.1002 \, \text{моль} \times 63.5 \, \text{г/моль} \approx 6.36 \, \text{г}
]
Таким образом, масса меди, которая может быть вытеснена избытком цинка из данного раствора, составляет примерно 6.36 г.