Для решения задачи начнем с анализа реакции между сульфатом меди(II) и гидроксидом калия, а затем проведем необходимые вычисления.
Шаг 1: Уравнение реакции
Сульфат меди(II) — это CuSO₄, а гидроксид калия — KOH. При их взаимодействии образуется осадок чешуйчатого гидроксида меди(II) и растворимый сульфат калия. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
\text{CuSO}_4 + 2 \text{KOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{K}_2\text{SO}_4
]
Здесь (\text{Cu(OH)}_2) — это осадок, который образуется в процессе реакции.
Шаг 2: Рассчитаем количество молей осадка
Для нахождения массовой доли сульфата меди(II) в растворе, сначала найдем, сколько молей (\text{Cu(OH)}_2) было образовано.
Молярная масса Cu(OH)₂:
- Молярная масса Cu: 63.5 г/моль
- Молярная масса O: 16 г/моль
- Молярная масса H: 1 г/моль
Тогда,
[
\text{Мм Cu(OH)}_2 = 63.5 + 2(16 + 1) = 63.5 + 34 = 97.5 \text{ г/моль}
]
Количество молей осадка:
[
n(\text{Cu(OH)}_2) = \frac{m}{M} = \frac{5 \text{ г}}{97.5 \text{ г/моль}} \approx 0.0513 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определим количество молей сульфата меди(II)
Согласно уравнению реакции, 1 моль CuSO₄ реагирует с 2 молями KOH и образует 1 моль Cu(OH)₂. Таким образом, количество молей сульфата меди(II) будет равно количеству молей образованного осадка:
[
n(\text{CuSO}_4) = n(\text{Cu(OH)}_2) = 0.0513 \text{ моль}
]
Шаг 4: Рассчитаем массу сульфата меди(II)
Молярная масса сульфата меди(II) (CuSO₄):
[
\text{Мм CuSO}_4 = 63.5 + 32 + 4 \cdot 16 = 63.5 + 32 + 64 = 159.5 \text{ г/моль}
]
Масса CuSO₄ в растворе:
[
m(\text{CuSO}_4) = n(\text{CuSO}_4) \cdot M(\text{CuSO}_4 = 0.0513 \text{ моль} \cdot 159.5 \text{ г/моль} \approx 8.2 \text{ г}
]
Шаг 5: Найдем массовую долю сульфата меди(II) в растворе
Теперь мы можем найти массовую долю сульфата меди(II) в растворе, используя формулу:
[
\text{Массовая доля} = \frac{m(\text{CuSO}_4)}{m(\text{раствор})} \cdot 100%
]
Подставим известные значения:
[
\text{Массовая доля} = \frac{8.2 \text{ г}}{370 \text{ г}} \cdot 100% \approx 2.22%
]
Итоговый ответ
Массовая доля сульфата меди(II) в исходном растворе составляет примерно 2.22%.
Мы также привели уравнение реакции, все необходимые вычисления и объяснили каждый шаг.
