Для решения задачи нужно рассмотреть реакцию, которая происходит между раствором сульфата меди (CuSO₄) и раствором гидроксида натрия (NaOH). При взаимодействии этих веществ образуется осадок гидроксида меди (Cu(OH)₂).
Шаг 1: Найдем количество вещества CuSO₄ в растворе.
Масса раствора CuSO₄ = 160 г.
Процентное содержание CuSO₄ в растворе = 5%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 5 г CuSO₄.
Теперь найдем массу CuSO₄ в 160 г раствора:
\[ \text{Масса CuSO₄} = 160 \, \text{г} \times \frac{5 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} = 8 \, \text{г} \]
Шаг 2: Найдем количество вещества CuSO₄.
Молярная масса CuSO₄:
- Cu (медный) = 63,5 г/моль
- S (сера) = 32 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Молярная масса CuSO₄ = 63,5 + 32 + 64 = 159,5 г/моль
Теперь найдем количество вещества (число молей) CuSO₄, используя формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \] где \( n \) — количество вещества, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса.
\[ n_{CuSO₄} = \frac{8 \, \text{г}}{159,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,0501 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Найдем количество вещества NaOH, необходимого для реакции.
Реакция между CuSO₄ и NaOH можно записать следующим образом:
\[ CuSO₄ + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO₄ \]
Исходя из уравнения, на 1 моль CuSO₄ требуется 2 моль NaOH. Значит:
\[ n_{NaOH} = 2 \cdot n_{CuSO₄} = 2 \cdot 0,0501 \approx 0,1002 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Вычислим массу осадка Cu(OH)₂.
Молярная масса Cu(OH)₂:
- Cu = 63,5 г/моль
- O = 16 г/моль × 2 = 32 г/моль
- H = 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
Молярная масса Cu(OH)₂ = 63,5 + 32 + 2 = 97,5 г/моль
Теперь найдем массу Cu(OH)₂, которая образуется:
Поскольку на 1 моль CuSO₄ получается 1 моль Cu(OH)₂, то количество вещества Cu(OH)₂ равно количеству вещества CuSO₄:
\[ n_{Cu(OH)₂} = n_{CuSO₄} \approx 0,0501 \, \text{моль} \]
Теперь рассчитаем массу Cu(OH)₂:
\[ m_{Cu(OH)₂} = n_{Cu(OH)₂} \cdot M_{Cu(OH)₂} = 0,0501 \, \text{моль} \cdot 97,5 \, \text{г/моль} \approx 4,89 \, \text{г} \]
Ответ:
Таким образом, масса осадка гидроксида меди (Cu(OH)₂), полученного в ходе реакции, составляет примерно 4,89 г.