Для решения задачи нам необходимо определить массу осадка, выпавшего при реакции сульфата меди (II) с гидроксидом натрия. Рассмотрим задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определяем компоненты реакции
Сначала следует записать уравнение реакции сульфата меди (II) с гидроксидом натрия:
[
\text{CuSO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4
]
Здесь ( \text{Cu(OH)}_2 ) — это осадок, который образуется.
Шаг 2: Определяем количество вещества сульфата меди (II)
Мы знаем:
- Масса 2% раствора сульфата меди (II) = 160 г.
- Концентрация раствора = 2%.
Сначала найдем массу сульфата меди (II) в растворе:
[
\text{Масса CuSO}_4 = 0.02 \cdot 160 \text{ г} = 3.2 \text{ г}
]
Теперь найдем количество вещества сульфата меди (II):
- Молярная масса ( CuSO_4 ):
- Cu: 63.5 г/моль
- S: 32.1 г/моль
- O: 4 × 16.0 г/моль = 64.0 г/моль
[
\text{Молярная масса CuSO}_4 = 63.5 + 32.1 + 64.0 = 159.6 \text{ г/моль}
]
Количество вещества сульфата меди:
[
n(\text{CuSO}_4) = \frac{3.2 \text{ г}}{159.6 \text{ г/моль}} \approx 0.0200 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определяем количество гидроксида натрия, необходимое для реакции
Согласно уравнению реакции, на 1 моль сульфата меди требуется 2 моль гидроксида натрия:
[
n(\text{NaOH}) = 2 \cdot n(\text{CuSO}_4) = 2 \cdot 0.0200 \text{ моль} = 0.0400 \text{ моль}
]
Шаг 4: Рассчитываем массу осадка и массы реагентов
Теперь найдём массу осадка ( Cu(OH)_2 ):
- Молярная масса ( Cu(OH)_2 ):
- Cu: 63.5 г/моль
- O: 2 × 16.0 г/моль = 32.0 г/моль
- H: 2 × 1.0 г/моль = 2.0 г/моль
[
\text{Молярная масса Cu(OH)}_2 = 63.5 + 32.0 + 2.0 = 97.5 \text{ г/моль}
]
Количество вещества осадка:
[
n(\text{Cu(OH)}_2) = n(\text{CuSO}_4) = 0.0200 \text{ моль}
]
Масса осадка:
[
m(\text{Cu(OH)}_2) = n(\text{Cu(OH)}_2) \cdot \text{Молярная масса Cu(OH)}_2 = 0.0200 \text{ моль} \cdot 97.5 \text{ г/моль} \approx 1.95 \text{ г}
]
Ответ
- Масса осадка ( Cu(OH)_2 ): 1.95 г
- Количество вещества гидроксида натрия: 0.0400 моль
Таким образом, масса осадка, выпавшего при реакции, составляет примерно 1.95 г, а количество гидроксида натрия, вступившего в реакцию, составляет 0.0400 моль.
