К 300 г раствора гидроксида натрия добавили избыток раствора сульфата меди (ІІ), при этом образовался осадок массой 73,5 г. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в исходном…

Для решения задачи используем уравнение реакции между гидроксидом натрия (NaOH) и сульфатом меди (CuSO₄).

Уравнение реакции

Реакция между гидроксидом натрия и сульфатом меди (II) протекает по следующему уравнению:

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

В результате этой реакции образуется осадок гидроксида меди (II) \(\text{Cu(OH)}_2\).

Молярные массы веществ

1. Молярная масса \(\text{Cu(OH)}_2\):
   • Cu: 63.5 г/моль
   • O: 16.0 г/моль × 2 = 32.0 г/моль
   • H: 1.0 г/моль × 2 = 2.0 г/моль
   • \[\text{M}_{\text{Cu(OH)}_2} = 63.5 + 32.0 + 2.0 = 97.5 \, \text{г/моль}\]

Находим количество вещества осадка

Масса осадка \(\text{Cu(OH)}_2\) составляет 73.5 г.

Находим количество вещества осадка: \[ n(\text{Cu(OH)}_2) = \frac{m}{M} = \frac{73.5 \, \text{г}}{97.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.75 \, \text{моль} \]

Находим количество вещества NaOH

Согласно уравнению реакции, на 1 моль \(\text{CuSO}_4\) требуется 2 моль \(\text{NaOH}\). Следовательно, для 0.75 моль \(\text{Cu(OH)}_2\) потребуется: \[ n(\text{NaOH}) = 2 \cdot n(\text{Cu(OH)}_2) = 2 \cdot 0.75 \, \text{моль} = 1.5 \, \text{моль} \]

Находим массу NaOH

Молярная масса NaOH:

• Na: 23.0 г/моль
• O: 16.0 г/моль
• H: 1.0 г/моль
• \[\text{M}_{\text{NaOH}} = 23.0 + 16.0 + 1.0 = 40.0 \, \text{г/моль}\]

Теперь находим массу \(\text{NaOH}\): \[ m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \cdot M_{\text{NaOH}} = 1.5 \, \text{моль} \cdot 40.0 \, \text{г/моль} = 60.0 \, \text{г} \]

Находим массовую долю NaOH в растворе

Общий объем раствора равен 300 г (по условию задачи). Массовая доля NaOH в растворе рассчитывается по формуле: \[ \omega (\text{NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\% \]

Подставляем известные значения: \[ \omega (\text{NaOH}) = \frac{60.0 \, \text{г}}{300 \, \text{г}} \cdot 100\% = 20\% \]

Ответ

Массовая доля гидроксида натрия в исходном растворе составляет 20%.

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