Trong công nghiệp, chất rắn copper(II) sulfate pentahydrate có thể được sản xuất từ copper(II)

Giải SBT Hóa học 11 Bài 7: Sulfuric acid và muối sulfate

Bài 7.9 trang 25 SBT Hoá học 11: Trong công nghiệp, chất rắn copper(II) sulfate pentahydrate có thể được sản xuất từ copper(II) oxide theo hai giai đoạn của quá trình:

CuO(s) $\stackrel{dd{\text{ H}}_{2}S{O}_4\text{ loang}}{\to }$  CuS(aq) $\stackrel{kết tinh}{\to }$  CuSO₄.5H₂O(s)

a) Từ 1 tấn nguyên liệu chứa 96% copper(II) oxide theo khối lượng (còn lại là tạp chất trơ) sẽ thu được bao nhiêu kilôgam copper(II) sulfate pentahydrate rắn? Cho hiệu suất của quá trình là 85%.

b) Một ao nuôi thuỷ sản có diện tích bề mặt nước là 2 000 m², độ sâu trung bình của nước trong ao là 0,7 m đang có hiện tượng phú dưỡng. Để xử lí tảo xanh có trong ao, người dân cho copper(II) sulfate pentahydrate vào ao trong 3 ngày, mỗi ngày một lần, mỗi lần là 0,25 g cho 1 m³ nước trong ao. Hãy cho biết tổng khối lượng (kg) copper(II) sulfate pentahydrate người dân cần sử dụng.

c) Có thể pha chế dung dịch copper(II) sulfate 10^–4 M dùng để diệt một số loại vi sinh vật. Tính số mg copper(II) sulfate pentahydrate cần dùng để pha chế thành 1 L dung dịch copper(II) sulfate 10^–4 M.

Lời giải:

a) Khối lượng CuO trong 1 tấn nguyên liệu là: 1 000.96% = 960 (kg).

Theo sơ đồ CuO → CuSO₄.5H₂O

Khối lượng copper(II) sulfate pentahydrate rắn thu được với hiệu suất 100% là:

$\frac{960}{80}$.250 = 3 000 (kg).

Khối lượng copper(II) sulfate pentahydrate rắn thu được với hiệu suất 85% là:

3 000. 85% = 2 550 (kg).

b) Thể tích nước trong ao là:

2 000.0,7 = 1 400 (m³).

Khối lượng copper(II) sulfate pentahydrate người dân cần sử dụng là:

1 400.0,25.3 = 1 050 (g) = 1,050 kg.

c) $n_{CuS{O}_4.5H_{2}O}=n_{CuS{O}_4}$ = 10^–4.1 = 10^–4 (mol). 

Vậy khối lượng của CuSO₄.5H₂O là: 10^–4.250 = 0,0250 (g) = 25,0 mg.