10. Железную пластинку массой 12 г выдержали в растворе CuSO₄ массой 350 г с w(CuSO₄) = 15 %. Пластинка составила 13 г. Найдите массовую долю FeSO₄ в растворе.

1. Определим массу CuSO₄ в растворе:

m(CuSO₄) = 350 г * 15% = 350 г * 0.15 = 52.5 г

2. Рассчитаем изменение массы пластинки:

Изменение массы пластинки = m(Cu) - m(Fe)

При взаимодействии железа с раствором CuSO₄, железо переходит в раствор в виде Fe²⁺, а ионы меди Cu²⁺ осаждаются на пластинке в виде меди.

Уравнение реакции: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Из уравнения видно, что 1 моль железа (M = 56 г/моль) замещается 1 моль меди (M = 64 г/моль).

При реакции 56 г железа, масса пластинки увеличивается на 64 г - 56 г = 8 г.

3. Рассчитаем массу прореагировавшего железа:

Пусть x - масса прореагировавшего железа. Тогда масса осажденной меди будет (64/56)x.

Изменение массы пластинки = (64/56)x - x = 13 г - 12 г = 1 г.

(64/56)x - x = 1

(8/7)x - x = 1

(1/7)x = 1

x = 7 г

Таким образом, прореагировало 7 г железа. Масса осевшей меди = 7 г * (64/56) = 8 г. Изменение массы пластинки = 8 г (Cu) - 7 г (Fe) = 1 г. Конечная масса пластинки = 12 г - 7 г + 8 г = 13 г. Все верно.

4. Найдем массу образовавшегося FeSO₄:

n(Fe) = 7 г / 56 г/моль = 0.125 моль.

n(FeSO₄) = n(Fe) = 0.125 моль.

m(FeSO₄) = 0.125 моль * 152 г/моль = 19 г.

5. Найдем массу конечного раствора:

Начальная масса раствора = 350 г.

Масса осевшей меди = 8 г.

Конечная масса раствора = 350 г - 8 г (Cu) = 342 г.

6. Найдем массовую долю FeSO₄ в растворе:

w(FeSO₄) = m(FeSO₄) / m(раствора) = 19 г / 342 г ≈ 0.05556

w(FeSO₄) ≈ 5.56%

Ответ: 5.56%