Изобразите силы, действующие: а) на книгу, лежащую на столе; б) на молоток, которым забивают гвоздь; в) на шар, подвешенный на пружине.

ответ к заданию по физике
 

Дано:
m (Al) = 2.16г
m (Fe2O3) = 6.4г
W1 (CuSO4) = 20% = 0.2
m (CuSO4 • 5H2O) = 25г

Найти:
W2 (CuSO4) - ?

Решение:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
Al2O3 + CuSO4 = реакция не идет
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

n (Al) = m/M = 2.16 / 27 = 0.08 моль

n (Fe2O3) = m/M = 6.4 / 160 = 0.04 моль

n (Fe) = 2n (Fe2O3) = 2 * 0.04 = 0.08 моль (по уравнению)

m (Fe) = n * M = 0.08 * 56 = 4.48г

n (Al2O3) = n (Fe2O3) = 0.04 моль (по уравнению)

m (Al2O3) = n * M = 0.04 * 102 = 4.08г

M (CuSO4 • 5H2O) = 250 г/моль
M (CuSO4) = 160 г/моль

250г (купороса) - 160г (CuSO4)
25г (купороса) - Хг (CuSO4)
250x = 4000
x = 16г

n (CuSO4) = m/M = 16 / 160 = 0.1 моль

n (Fe) < n (CuSO4) => Fe в недостатке => расчеты по n (Fe)

n (Cu) = n (Fe) = 0.08 моль (по уравнению)

m (Cu) = n * M = 0.08 * 64 = 5.12г

n (CuSO4)прореагировавшего = n (Fe) = 0.08 моль (по уравнению)

n (CuSO4)оставшегося = n (CuSO4) - n (CuSO4)прореагировавшего = 0.1 - 0.08 = 0.02 моль

m (CuSO4)оставшегося = n * M = 0.02 * 160 = 3.2г

m (CuSO4)раствор = m (CuSO4) / W1 (CuSO4) = 16 / 0.2 = 80г

W2 (CuSO4) = m (CuSO4)остаток / (m (CuSO4)раствор + m (Fe) - m (Al2O3) - m (Cu)) = 3.2 / (80 + 4.48 - 4.08 - 5.12) = 0.04 = 4%

Ответ: W2 (CuSO4) = 4%

1) Составим уравнения реакций взаимодействия металлов с
кислотой и щелочью, при этом нужно учесть, что железо не реагирует с раствором щелочи:
2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2 ↑       (1)
2моль                            3моль
Fe +  2HCl  =  FeCl2  +H2↑            (2)             
1моль                         1моль
  
2Al + 2NaOH + 6H2O == 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑      
 (3)2моль                                            3моль              

2) Поскольку со щелочью реагирует только алюминий, то можно найти его количество вещества:
ν(Н2) = V/VM = 6,72 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,3 моль,
следовательно, ν(Al) = 0,2 моль.
3) Поскольку для обеих реакций были взяты одинаковые количества смеси, то в реакцию с
соляной кислотой вступило такое же количество алюминия, как и в реакцию со щелочью,– 0,2 моль.
По уравнению (1) находим:
ν(Н2) = 0,3 моль.
4) Найдем количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции металлов с кислотой:
νобщ(Н2) = V / VМ = 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.
5) Найдем количество вещества водорода, выделившегося при взаимодействии железа с кислотой, и затем количество вещества железа:
ν(Н2) = νобщ(Н2) – ν(Н2) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль,
ν(Fe) = 0,1 моль.
6) Найдем массы Al, Fe, массу смеси и массовую долю железа в смеси:
m(Al) = 27 (г/моль) * 0,2 (моль) = 5,4 г,
m(Fe) = 56 (г/моль) * 0,1 (моль) = 5,6 г,
mсмеси(Al, Fe) = 5,4 + 5,6 = 11 г,
ω(Fe) = mв-ва / mсм = 5,6 / 11 = 0,5091 (50,91 %).
Ответ. ω(Fe) = 50,91 %.