Сколько миллиграммов железа перешло в раствор после того, как железная пластина массой 10 г была погружена в

Тема урока: Расчет количества вещества в химической реакции

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать понятие эквивалента вещества. Эквивалентное количество вещества может быть определено через их молярные массы, как это показано в уравнении:

масса (г) = количество вещества (мол) * молярная масса (г/моль)

В данной задаче, если мы предположим, что все ионы Cu2+ в растворе реагируют с железной пластиной, мы можем использовать соотношение эквивалентов между железом и медью:

Fe : Cu2+ = 1 : 2

То есть, каждый атом железа реагирует с двуми ионами меди. Используя данную информацию, мы можем рассчитать количество ионов меди, которые должны реагировать с железом:

Масса железной пластины = 10 г
Масса раствора = 100 г
% содержание CuSO4 = 5%

Масса CuSO4 в растворе = 5/100 * 100 г = 5 г
Количество молей CuSO4 = масса CuSO4 / молярная масса CuSO4
Молярная масса CuSO4 = 63.55 г/моль + 32.06 г/моль + 4 * 16 г/моль = 159.61 г/моль
Количество молей CuSO4 = 5 г / 159.61 г/моль = 0.031 моль

Так как мы знаем, что количество ионов меди в растворе уменьшилось в 10 раз, количество ионов меди, которые реагировали с железом, будет составлять только 1/10 изначального количества:

Количество ионов Cu2+ = 0.031 моль / 10 = 0.0031 моль

Теперь мы можем рассчитать количество ионов железа, которые реагировали с медью, используя соотношение эквивалентов:

Количество ионов Fe = 2 * количество ионов Cu2+ = 2 * 0.0031 моль = 0.0062 моль

Наконец, мы можем рассчитать массу железа, которое реагировало с медью, используя формулу:

Масса Fe = количество молей Fe * молярная масса Fe = 0.0062 моль * 55.84 г/моль = 0.346 г

Таким образом, масса железа, перешедшая в раствор после реакции с Cu2+, составляет 0.346 г (или 346 мг).

Демонстрация:
Задача: При смешении 20 г алюминия с раствором медного(II) хлорида массой 100 г, образовался реакционный осадок. Чем объяснить образование осадка?
Ответ: Для решения данной задачи нужно учитывать, что алюминий реагирует с медным(II) хлоридом по следующему уравнению:
2 Al + 3 CuCl2 → 2 AlCl3 + 3 Cu

Таким образом, когда алюминий реагирует с медным(II) хлоридом, его атомы замещают атомы меди в соединении, образуя алюминиевый хлорид и осаждая медь.

Совет: Для лучшего понимания задачи и уравнений реакций, стоит узнать основные свойства элементов и их соединений, а также изучить примеры реакций замещения.

Задача для проверки: Какая масса углекислого газа образуется при полном сгорании 5 г графита (углерода)? Молярная масса C = 12 г/моль, О2 = 32 г/моль, СО2 = 44 г/моль.