Смешали порцию 10%-го раствора гидроксида натрия массой 80 г и порцию 40%-го раствора сульфата меди (II) массой 80 г. Определите массу образовавшегося осадка и массовую долю образовавшейся соли в растворе после реакции.

Для решения данной задачи сначала определим, какие реакции происходят при смешивании NaOH и CuSO₄.

1. Определим количество вещества каждого из реагентов.

• Для 10%-го раствора гидроксида натрия (NaOH):

  • Масса раствора = 80 г
  • Масса NaOH в растворе = 10% от 80 г = 0.1 * 80 = 8 г
  • Молярная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль
  • Количество вещества NaOH = 8 г / 40 г/моль = 0.2 моль

• Для 40%-го раствора сульфата меди (II) (CuSO₄):

  • Масса раствора = 80 г
  • Масса CuSO₄ в растворе = 40% от 80 г = 0.4 * 80 = 32 г
  • Молярная масса CuSO₄ = 64 (Cu) + 32 (S) + 16 * 4 (O) = 64 + 32 + 64 = 160 г/моль
  • Количество вещества CuSO₄ = 32 г / 160 г/моль = 0.2 моль

2. Запишем уравнение реакции: \[ \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4 \]

Из уравнения видно, что 1 моль CuSO₄ реагирует с 2 моль NaOH. У нас есть 0.2 моль NaOH и 0.2 моль CuSO₄, что значит, что CuSO₄ является ограничивающим реагентом.

3. Рассчитаем массу осадка: При реакции образуется гидроксид меди (II) (Cu(OH)₂), который имеет молярную массу:

• Молярная масса Cu(OH)₂ = 64 (Cu) + 216 (O) + 21 (H) = 64 + 32 + 2 = 98 г/моль

Из уравнения видно, что из 1 моль CuSO₄ образуется 1 моль Cu(OH)₂. Следовательно, количество полученного осадка равно количеству CuSO₄:

• Количество Cu(OH)₂ = 0.2 моль
• Масса Cu(OH)₂ = 0.2 моль * 98 г/моль = 19.6 г

4. Находим массовую долю соли (Na₂SO₄) в растворе: Сначала определим массу образовавшегося Na₂SO₄. Для этого нужно знать, сколько моль Na₂SO₄ образуется:

• По уравнению, на 1 моль CuSO₄ образуется 1 моль Na₂SO₄.
• Значит, количество Na₂SO₄ = 0.2 моль.
• Молярная масса Na₂SO₄ = 223 (Na) + 32 (S) + 416 (O) = 46 + 32 + 64 = 142 г/моль
• Масса Na₂SO₄ = 0.2 моль * 142 г/моль = 28.4 г

5. Общая масса раствора после реакции:

• Масса раствора до реакции = 80 г + 80 г = 160 г
• Масса образовавшегося осадка = 19.6 г
• Масса остатков растворов (NaOH и CuSO₄ не прореагировавшие только с учетом NaOH) = 160 г - 28.4 г (Na₂SO₄) - 19.6 г (Cu(OH)₂) = 112 г

6. Теперь можем найти массовую долю соли:

• Масса раствора после реакции = 160 г - 19.6 г (осадок) = 140.4 г
• Массовая доля Na₂SO₄ = (28.4 г / 140.4 г) * 100% = приблизительно 20.2%

Таким образом, результирующие значения:

• Масса образовавшегося осадка (Cu(OH)₂) = 19.6 г
• Массовая доля соли (Na₂SO₄) в растворе = 20.2%