Рассмотрим задачу поэтапно.
Дано:
- Масса сульфата меди(II): ( m_{\text{CuSO}_4} = 120,г )
- Масса раствора гидроксида натрия: ( m_{\text{NaOH-р}} = 480,г )
- Концентрация раствора NaOH: 15%
Цель:
Найти массу осадка (гамма-кампус Cu(OH)₂).
Шаг 1: Найти массу NaOH в растворе
Концентрация 15% означает, что в 100 г раствора содержится 15 г NaOH:
[
m_{\text{NaOH}} = \frac{15}{100} \times 480,г = 72,г
]
Шаг 2: Определить молярные массы веществ
- Молярная масса NaOH = ( 23 + 16 + 1 = 40,г/моль )
- Молярная масса CuSO₄ = ( 63.5 + 32 + 4 \times 16 = 159.5,г/моль )
- Молярная масса Cu(OH)₂ = ( 63.5 + 2 \times (16 + 1) = 63.5 + 34 = 97.5,г/моль )
Шаг 3: Найти количество вещества CuSO₄ и NaOH
- ( n_{\text{CuSO}_4} = \frac{120,г}{159.5,г/моль} \approx 0.752, моль )
- ( n_{\text{NaOH}} = \frac{72,г}{40,г/моль} = 1.8, моль )
Шаг 4: Реакция между сульфатом меди(II) и гидроксидом натрия
Молекулярная реакция:
[
\text{CuSO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4
]
Из нее видно, что отношение:
1 моль CuSO₄ реагирует с 2 моль NaOH, чтобы образовать 1 моль Cu(OH)₂.
Шаг 5: Определить, кто из реактивов лимитирующий
Проверка по стехиометрии:
- На 0.752 моль CuSO₄ требуется ( 2 \times 0.752 = 1.504, моль ) NaOH
- У нас есть 1.8 моль NaOH, что больше требуемого.
Значит, NaOH в избытке, и лимитирующий реагент — CuSO₄.
Шаг 6: Определить массу осадка Cu(OH)₂
Моль осадка равно молям CuSO₄, так как весь сульфат полностью реагирует:
[
n_{\text{Cu(OH)}_2} = 0.752,моль
]
Масса осадка:
[
m_{\text{Cu(OH)}_2} = n \times M = 0.752 \times 97.5,г/моль \approx 73.4,г
]
Итог:
Масса осадка приблизительно 73.4 г.
Ответ: 73.4