Câu 9: 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)$\overset{dung dịch H_{2}SO_{4}loãng}{\rightarrow}$CuSO$_{4}$(aq)$\overset{kết tinh}{\rightarrow}$CuSO$_{4}$.5H$_{2}$O
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 m$^{2}$, 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 m$^{3}$ 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.
Bài Làm:
a) Khối lượng CuO trong 1 tấn nguyên liệu là: 1 000.96% = 960 (kg).
Theo sơ đồ CuO → CuSO$_{4}$.5H$_{2}$O
Khối lượng copper(II) sulfate pentahydrate rắn thu được với hiệu suất 100% là:
(968:80).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:
2000.0,7 = 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) $n_{CuSO_{4}.5H_{2}O}=n_{CuSO_{4}}$ = 10$^{-4}$.1 = 10$^{-4}$ (mol).
Vậy khối lượng của CuSO$_{4}$.5H$_{2}$O là: 10$^{-4}$.250 = 0,0250 (g) = 25,0 mg.