Чтобы решить задачу, начнем с определения компонентов, которые нам известны:
У нас есть 20 г раствора сульфата меди (CuSO4) с концентрацией 5%. Это означает, что в 20 г раствора содержится 5% сульфата меди:
\[ \text{Масса CuSO4} = 20 \, \text{г} \times 0.05 = 1 \, \text{г} \]
Теперь нужно найти количество молей сульфата меди. Для этого нам надо знать молярную массу CuSO4. Она вычисляется следующим образом:
- Молярная масса Cu (медь) = 63.5 г/моль
- Молярная масса S (сера) = 32.1 г/моль
- Молярная масса O (кислород) = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Суммируем все массы:
\[ M(\text{CuSO4}) = 63.5 + 32.1 + 64 = 159.6 \, \text{г/моль} \]
Теперь вычислим количество молей CuSO4 в растворе:
\[ n(\text{CuSO4}) = \frac{1 \, \text{г}}{159.6 \, \text{г/моль}} \approx 0.00626 \, \text{моль} \]
При добавлении гидроксида натрия (NaOH) происходит реакция:
\[ \text{CuSO4} + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4 \]
В результате реакции образуется осадок гидроксида меди (Cu(OH)₂).
Определим количество образовавшегося осадка:
Так как на 1 моль CuSO4 образуется 1 моль Cu(OH)₂, то количество молей Cu(OH)₂ будет равно количеству молей CuSO4:
\[ n(\text{Cu(OH)}_2) = n(\text{CuSO4}) \approx 0.00626 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу образовавшегося осадка. Молярная масса гидроксида меди (Cu(OH)₂):
- Молярная масса Cu = 63.5 г/моль
- Молярная масса O = 16 г/моль × 2 = 32 г/моль
- Молярная масса H = 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
Суммируем:
\[ M(\text{Cu(OH)}_2) = 63.5 + 32 + 2 = 97.5 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти массу осадка Cu(OH)₂:
\[ m(\text{Cu(OH)}_2) = n(\text{Cu(OH)}_2) \times M(\text{Cu(OH)}_2) = 0.00626 \, \text{моль} \times 97.5 \, \text{г/моль} \approx 0.612 \, \text{г} \]
Итак, масса образовавшегося осадка гидроксида меди составляет примерно 0.612 г.