Чтобы решить задачу, давайте сначала поймём, что происходит в реакции между медным купоросом (CuSO₄) и питьевой содой (NaHCO₃).
Шаг 1: Определение реакций
Медный купорос: Мы имеем ( CuSO_4 \cdot 5H_2O ) (медный купорос с 5 молекулами воды), который после прокаливания теряет воду и превращается в безводный купорос (CuSO₄).
Питьевая сода: Является натрий-бикарбонатом (NaHCO₃).
Реакция: При смешивании медного купороса с питьевой содой, идет обмен между ионами. Общая реакция может быть записана следующим образом:
[
CuSO_4 + 2 NaHCO_3 \rightarrow CuCO_3 + Na_2SO_4 + CO_2 + H_2O
]
Малахит (Cu₂(OH)₂(CO₃)) может быть получен из карбоната меди (CuCO₃) и других реагентов. Однако, в данной задаче нам нужно рассмотреть выраженное образование карбоната меди (CuCO₃) в процессе реакции.
Шаг 2: Вычисление молей реагентов
1. Молярная масса реагентов:
2. Количество молей:
Для 32 г CuSO₄:
[
n(CuSO_4) = \frac{32,g}{159.5,g/mol} \approx 0.200,mol
]
Для 34 г NaHCO₃:
[
n(NaHCO_3) = \frac{34,g}{84,g/mol} \approx 0.405,mol
]
Шаг 3: Определение лимитирующего реагента
Согласно уравнению реакции, на 1 моль CuSO₄ требуется 2 моль NaHCO₃. Соответственно, для 0.200 моль CuSO₄ нам нужно:
[
0.200 \times 2 = 0.400,mol,NaHCO_3
]
Так как у нас есть 0.405 моль NaHCO₃, то CuSO₄ будет лимитирующим реагентом.
Шаг 4: Нахождение массы малахита
Согласно реакции, из 1 моля CuSO₄ получается 1 моль CuCO₃. Таким образом, из 0.200 моль CuSO₄ мы получаем 0.200 моль CuCO₃.
Молярная масса CuCO₃:
[
\text{Молярная масса} = 63.5 (Cu) + 12 (C) + 3 \times 16 (O) = 63.5 + 12 + 48 = 123.5,g/mol
]
Теперь находим массу CuCO₃:
[
m(CuCO_3) = n(CuCO_3) \times M(CuCO_3) = 0.200,mol \times 123.5,g/mol \approx 24.70,g
]
Округляем до целых:
[
\text{Ответ: } 25,g
]
Итоговый ответ
Масса малахита, которую можно получить, составляет 25 г.
