В 240 г 20% раствора сульфата меди (II) опустили пластинку цинка. Как только масса пластинки уменьшилась на 0,2 г, её вынули из раствора и добавили в него 300 г 20% раствора…
В 240 г 20% раствора сульфата меди (II) опустили пластинку цинка. Как только масса пластинки уменьшилась на 0,2 г, её вынули из раствора и добавили в него 300 г 20% раствора гидроксида натрия. Какова массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе?
Для решения данной задачи сначала определим количество вещества сульфата меди (II) и гидроксида натрия в растворениях.
Шаг 1: Определение массы сульфата меди (II) в растворе
В 240 г 20% раствора сульфата меди (II):
\[ \text{Масса сульфата меди (II)} = 240 \, \text{г} \times 0.20 = 48 \, \text{г} \]
Шаг 2: Определение массы гидроксида натрия в растворе
В 300 г 20% раствора гидроксида натрия:
\[ \text{Масса гидроксида натрия} = 300 \, \text{г} \times 0.20 = 60 \, \text{г} \]
Шаг 3: Определение изменившейся массы после реакции
Пластинка цинка реагирует с сульфатом меди (II), и при этом часть меди восстанавливается:
\[ \text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Cu} \]
Если масса пластинки уменьшилась на 0,2 г, это означает, что 0,2 г меди осадилось на цинке.
Шаг 4: Определение массы меди
Молярная масса меди (Cu) приблизительно равна 63,55 г/моль. Находим количество вещества меди:
\[ n_{\text{Cu}} = \frac{0.2 \, \text{г}}{63.55 \, \text{г/моль}} \approx 0.00315 \, \text{моль} \]
Шаг 5: Составление уравнения для массы сульфата меди
Так как на каждый моль Cu используется один моль CuSO₄, следовательно, было затрачено 0,2 г меди, и у нас есть:
\[ \text{Масса сульфата меди, использованная в реакции} = 0.00315 \, \text{моль} \times 159.61 \, \text{г/моль} \approx 0.503 \, \text{г} \]
(где 159.61 г/моль — молярная масса сульфата меди (II)).
Шаг 6: Оставшаяся масса CuSO₄
Таким образом, оставшаяся масса сульфата меди (II):
\[ \text{Оставшаяся масса} = 48 \, \text{г} - 0.503 \, \text{г} ≈ 47.497 \, \text{г} \]
Шаг 7: Определение массовой доли NaOH в финальном растворе
Теперь находим общую массу раствора после добавления гидроксида натрия:
\[ \text{Общая масса раствора} = 240 \, \text{г} + 300 \, \text{г} = 540 \, \text{г} \]
Масса гидроксида натрия:
\[ \text{Массе всего NaOH} = 60 \, \text{г} \]
Теперь находим массовую долю NaOH в растворе:
\[ \text{Массовая доля} = \frac{60 \, \text{г}}{540 \, \text{г}} \times 100\% \approx 11.11\% \]
Таким образом, массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе составляет примерно 11.11%.
