Смесь пентагидрата сульфата меди и гептагидрата сульфата железа (II) массой 1,202 г растворили в воде и к полученному раствору добавили избыток раствора хлорида бария. Масса осадка составила 1,085 г. Найдите массовые доли компонентов в исходной смеси.

Дано: смесь CuSO₄*5H₂O + FeSO₄*7H₂O

mсм. = 1,202 г

добавлен избыток ВаСl₂

m (BaSO₄) = 1,085 г

Найти: w (CuSO₄*5H₂O) и w (FeSO₄*7H₂O)

Решение:

Поскольку у нас в условии смесь кристаллогидратов и надо будет найти их массовые доли, напишем реакции с ними:

CuSO₄*5H₂O + ВаСl₂ = ВаSO₄↓ + СuCl₂ + 5H₂O

FeSO₄*7H₂O + ВаСl₂ = ВаSO₄↓ + FeCl ₂ + 7H₂O

Каждый моль сульфата, находящегося в моле кристаллогидрата, дает моль осадка сульфата бария.

Молярные массы:

М (CuSO₄ * 5H₂O) = 64+32+16*4+18*5 = 240 (г/моль)

М (FeSO₄*7H₂O) = 56+32+16*4+18*7 = 278 (г/моль)

М (Ва SO₄) = 137+32+16*4 = 233 (г/моль)

Пусть у нас Х молей пентагидрата сульфата меди и У молей гептагидрата сульфата железа (II).

Масса пентагидрата сульфата меди:

m (CuSO₄*5H₂O) = М (CuSO₄ * 5H₂O) * Х = 240 Х

Масса гептагидрата сульфата железа (II) :

m (FeSO₄*7H₂O) = М (FeSO₄*7H₂O) * У = 278 У

Масса смеси: mсм. = 240 Х + 278 У = 1,202 (г)

Масса сульфата бар ия от реакции Х молей пентагидрата сульфата меди с избытком хлорида бария: m₁ (ВаSO₄) = M (Ва SO₄) * Х = 233 Х

Масса сульфата бария от реакции У молей гептагидрата сульфата железа (II) с избытком хлорида бария: m₂ (ВаSO₄) = M (Ва SO₄) * У = 233 У

Всего сульфата бария:

m (ВаSO₄) = m₁ (ВаSO₄) + m₂ (Ва SO₄) = 233 Х+233 У = 233 (Х+У) = 1,085 (г)

Составим и решим систему уравнений:

1 { 240 Х + 278 У = 1,202 (г)

2 {233 (Х+У) = 1,085 (г)

Из второго уравнения Х = (1,085/233) - У. Подставим его в первое

240 (1,085/233) - 240 У + 278 У = 1,202

1,118 + 38 У = 1,202

38 У = 0,084

У = 0,00221 (моля). Это химическое количество гептагидрата сульфата железа (II)

Масса гептагидрата сульфата железа (II) :

m (FeSO₄*7H₂O) = 278 У = 278*0,00221 = 0,614 (г)

w (FeSO₄*7H₂O) = m (FeSO₄*7H₂O) / mсм. = 0,614/1,202 = 0,511 = 51,1%

Химическое количество пентагидрата сульфата меди

Х = (1,085/233) - У = 0,00455 - 0,0021 = 0,00245 (моля)

Масса пентагидрата сульфата меди:

m (CuSO₄*5H₂O) = 240 Х = 140*0,00245 = 0,588 (г)

w (CuSO₄*5H₂O) = m (CuSO₄ * 5H₂O) / mсм. = 0,588/1,202 = 48,9%

Ответ: 48,9% CuSO₄*5H₂O; 51,1% FeSO₄*7H₂O