Вопрос школьника
При сливании 160 г 10%-ного раствора сульфата меди и 80 г 20%-ного раствора гидрооксида натрия выпал осадок. Определите его массу.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо вычислить количество вещества сульфата меди и гидрооксида натрия в исходных растворах, а затем определить, какое количество осадка образуется при их смешивании.
1. Вычисление количества вещества сульфата меди в 10%-ном растворе:
Массовая доля сульфата меди в 10%-ном растворе равна 10 г на 100 г раствора, то есть 0,1. Молярная масса сульфата меди (CuSO4) равна 159,6 г/моль.
Масса сульфата меди в 160 г 10%-ного раствора:
160 г × 0,1 = 16 г
Количество вещества сульфата меди в 16 г раствора:
n(CuSO4) = m/M = 16 г / 159,6 г/моль = 0,1 моль
2. Вычисление количества вещества гидрооксида натрия в 20%-ном растворе:
Массовая доля гидрооксида натрия в 20%-ном растворе равна 20 г на 100 г раствора, то есть 0,2. Молярная масса гидрооксида натрия (NaOH) равна 40 г/моль.
Масса гидрооксида натрия в 80 г 20%-ного раствора:
80 г × 0,2 = 16 г
Количество вещества гидрооксида натрия в 16 г раствора:
n(NaOH) = m/M = 16 г / 40 г/моль = 0,4 моль
3. Определение количества осадка, образующегося при смешивании растворов:
Уравнение реакции между сульфатом меди и гидрооксидом натрия:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Коэффициенты перед веществами в уравнении показывают, что для образования 1 моля осадка Cu(OH)2 необходимо 1 моль сульфата меди и 2 моля гидрооксида натрия.
Так как количество гидрооксида натрия в растворе больше, чем необходимо для реакции с сульфатом меди, то гидрооксид натрия является избыточным реагентом. Это означает, что вся сульфат меди реагирует с гидрооксидом натрия, а избыток гидрооксида натрия остается в растворе.
Количество осадка Cu(OH)2, образующегося при реакции, равно количеству сульфата меди, так как он является ограничивающим реагентом.
Количество осадка Cu(OH)2:
n(Cu(OH)2) = n(CuSO4) = 0,1 моль
Масса осадка Cu(OH)2:
m(Cu(OH)2) = n(M) × M = 0,1 моль × 97,5 г/моль = 9,75 г
Ответ: масса осадка Cu(OH)2, образующегося при смешивании 160 г 10%-ного раствора сульфата меди и 80 г 20%-ного раствора гидрооксида натрия, равна 9,75 г.
