2023-01-19
К раствору, содержащему 8 г сульфата меди, прибавили раствор, содержащий 4,68 г сульфида натрия. Осадок сульфида меди отфильтровали, а фильтрат выпарили. Определить количество образовавшегося сульфида меди и состав остатка после выпаривания фильтрата.
Решение:
Реакция между сульфатом меди и сульфидом натрия проходит по уравнению:
$\underset{160}{ \underline{CuSO_{4}}} + \underset{78}{ \underline{Na_{2}S}} = \underset{96}{ \underline{CuS}} + \underset{142}{ \underline{Na_{2}SO_{4}}}$.
Первый способ. По условию задачи раствор содержит 8 г, или $\frac{8}{160} = 0,05$ моль, сульфата меди и 4,68 г, или $\frac{4,68}{79} = 0,06$ моль, сульфида натрия. Из уравнения реакции видно, что 1 моль $CuSO_{4}$ реагирует с 1 моль $Na_{2}S$ с образованием 1 моль $CuS$ и 1 моль $Na_{2}SO_{4}$, а 0,05 моль $CuSO_{4}$ прореагируют с 0,05 моль $Na_{2}S$, в результате чего образуются 0,05 моль $CuS$ и 0,05 моль $Na_{2}SO_{4}$. Следовательно, образуются $0,05 \cdot 96 = 4,8$ г сульфида меди, а в растворе после выпаривания будут $0,05 \cdot 142 = 7,1 $г сульфата натрия и 0,01 моль ($0,06 - 0,05 = 0,01$) или $0,01 \cdot 78 = 0,78$ г. сульфида натрия.
Второй способ. Из уравнения реакции видно, что
160 г $CuSO_{4}$ реагируют с 78 г $Na_{2}S$,
8 г $CuSO_{4}$ реагируют с $x$ г $Na_{2}S$,
$x = \frac {78 \cdot 8}{160} = 3,9$ г.
Следовательно, полностью прореагирует сульфат меди, а в фильтрате останутся 0,78 г ($4,68 - 3,9 = 0,78$) сульфата натрия, который после выпаривания перейдет в сухой остаток. Из уравнения реакции видно, что
160 г $CuSO_{4}$ образуют 96 г $CuS$,
8 г $CuSO_{4}$ образуют $x_{1}$ г $CuS$
$x_{1} = \frac {96 \cdot 8}{160} = 4,8$ г.
160 г $CuSO_{4}$ образуют 142 г $Na_{2}SO_{4}$,
8 г $CuSO_{4}$ образуют $x_{2}$ г $Na_{2}SO_{4}$
$x_{2} = \frac {142 \cdot 8}{160} = 7,1$ г.
Следовательно, образуются 4,8 г сульфида меди, а в остатке после выпаривания фильтрата будут 7,1 г сульфата натрия и 0,78 г сульфида натрия.