К 300 г раствора гидроксида натрия добавили избыток раствора сульфата меди (ІІ), при этом образовался осадок массой 73,5 г. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в исходном…

Для решения данной задачи разобьём её на несколько этапов.

Шаг 1: Написание уравнения реакции

Гидроксид натрия (NaOH) реагирует с сульфатом меди (II) (CuSO₄) с образованием сульфата натрия (Na₂SO₄) и гидроксида меди (II) (Cu(OH)₂), который является осадком. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ 2 \, \text{NaOH} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Cu(OH)}_2 \downarrow \]

Здесь "↓" указывает на то, что Cu(OH)₂ выпадает в осадок.

Шаг 2: Определение молекулярных масс

Теперь определим молекулярные массы веществ, участвующих в реакции.

• Молекулярная масса NaOH:
  • Na: 23 г/моль
  • O: 16 г/моль
  • H: 1 г/моль

\[ \text{M(NaOH)} = 23 + 16 + 1 = 40 \, \text{г/моль} \]

• Молекулярная масса Cu(OH)₂:
  • Cu: 64 г/моль
  • O: 16 г/моль (умножаем на 2 для двух атомов кислорода)
  • H: 1 г/моль (умножаем на 2 для двух атомов водорода)

\[ \text{M(Cu(OH)}_2) = 64 + 2 \times 16 + 2 \times 1 = 64 + 32 + 2 = 98 \, \text{г/моль} \]

Шаг 3: Находим количество моль осадка

Используем массу осадка и его молекулярную массу, чтобы найти количество моль Cu(OH)₂:

\[ n(\text{Cu(OH)}_2) = \frac{m}{M} = \frac{73,5 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,75 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Находим количество моль NaOH

Согласно уравнению реакции, 2 моль NaOH реагируют с 1 моль CuSO₄, чтобы образовать 1 моль Cu(OH)₂. Значит, для 0,75 моль Cu(OH)₂ потребуется:

\[ n(\text{NaOH}) = 2 \times n(\text{Cu(OH)}_2) = 2 \times 0,75 = 1,5 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Находим массу NaOH

Теперь мы можем найти массу NaOH, используя его количество и молекулярную массу:

\[ m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \times M(\text{NaOH}) = 1,5 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} = 60 \, \text{г} \]

Шаг 6: Находим массовую долю NaOH в растворе

Теперь, имея массу NaOH и массу раствора, можно рассчитать массовую долю:

\[ \text{Массовая доля NaOH} = \frac{m(\text{NaOH})}{m(\text{раствор})} \times 100\% = \frac{60 \, \text{г}}{300 \, \text{г}} \times 100\% = 20\% \]

Ответ

Массовая доля гидроксида натрия в исходном растворе составляет 20%.

В результате анализа данной реакции и вычислений, мы увидели, как последовательно находить необходимые величины для решения задачи.