В1.6. Раствор 23.94 г сульфата меди в большом количестве воды прокипятили, в результате чего образовалось 16.96 г осадка основной соли с массовой долей меди и кислорода равными, соответственно, 56.16% и 35.38%. Определите состав этого вещества, если известно, что в нём нет кристаллизационной воды.

Перед решением задачи следует записать уравнение реакции, происходящей при кипячении раствора сульфата меди:

CuSO4 → CuO + SO3

Так как масса осадка равна 16.96 г, то масса полученного оксида меди будет равна 16.96 г. Вычислим количество кислорода, содержащегося в этом оксиде:

m(CuO) = 16.96 г
M(CuO) = 79.55 г/моль
n(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 0.213 моль

Так как соотношение меди и кислорода в оксиде равно 1:1, то количество меди в осадке также равно 0.213 моль. Молярная масса сульфата меди равна:

M(CuSO4) = 63.55 г/моль + 32.06 г/моль + 4*16.00 г/моль = 159.61 г/моль

Вычислим массу сульфата меди, которая содержится в растворе:

m(CuSO4) = n(CuO) * M(CuSO4) = 34.04 г

Таким образом, массовая доля меди в сульфате меди равна:

w(Cu) = (63.55 г/моль / 159.61 г/моль) * 100% = 39.84%

Массовая доля кислорода в сульфате меди равна:

w(O) = (4*16.00 г/моль / 159.61 г/моль) * 100% = 40.06%

Остаток массы раствора составляют катионы ионы SO42-. Массовая доля катионов в растворе равна:

w(CuSO4) = m(CuSO4) / (m(CuSO4) + m(H2O)) = 23.94 г / (23.94 г + m(H2O))

Остаток массы раствора после выделения осадка составляет:

m(H2O) = 23.94 г - 16.96 г = 6.98 г

Тогда массовая доля катионов в растворе равна:

w(CuSO4) = 23.94 г / 30.92 г = 77.42%

Массовая доля ионов SO42- в растворе равна:

w(SO4) = 100% - w(CuSO4) = 22.58%

Таким образом, состав сульфата меди без кристаллизационной воды, полученного из раствора, равен:

CuSO4 · 5H2O → CuSO4 + 5H2O
CuSO4: w(Cu) = 39.84%, w(O) = 40.06%, w(SO4) = 22.58%