Масса осадка и доля соли из растворов гидроксида натрия и сульфата меди
Смешали порцию 10%-го раствора гидроксида натрия массой 80 г и порцию 40%-го раствора сульфата меди (II) массой 80 г. Определите массу образовавшегося осадка и массовую долю образовавшейся соли в растворе после реакции.
Дано
`m(text{р-ра } NaOH) = 80 text{ г}`
`ω(NaOH) = 10%`
`m(text{р-ра } CuSO_4) = 80 text{ г}`
`ω(CuSO_4) = 40%`
Найти
`m(Cu(OH)_2) = text{ ?}`
`ω(Na_2SO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`2NaOH + CuSO_4 = Cu(OH)_2 text{↓} + Na_2SO_4`
Найдём массы чистых реагентов:
`m(NaOH) = (ω(NaOH) * m(text{р-ра } NaOH)) / 100 = (10 * 80) / 100 = 8 text{ г}`
`m(CuSO_4) = (ω(CuSO_4) * m(text{р-ра } CuSO_4)) / 100 = (40 * 80) / 100 = 32 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(NaOH) = (m(NaOH)) / (M(NaOH)) = 8 / 40 = 0.2 text{ моль}`
`n(CuSO_4) = (m(CuSO_4)) / (M(CuSO_4)) = 32 / 160 = 0.2 text{ моль}`
По уравнению реакции для 0.2 моль NaOH требуется 0.1 моль CuSO₄. У нас 0.2 моль CuSO₄, значит CuSO₄ в избытке. NaOH в недостатке, расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции:
`n(Cu(OH)_2) = n(Na_2SO_4) = (n(NaOH)) / 2 = 0.2 / 2 = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу осадка:
`m(Cu(OH)_2) = n(Cu(OH)_2) * M(Cu(OH)_2) = 0.1 * 98 = 9.8 text{ г}`
Найдём массу образовавшейся соли в растворе:
`m(Na_2SO_4) = n(Na_2SO_4) * M(Na_2SO_4) = 0.1 * 142 = 14.2 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора. Из общей массы исходных растворов вычитаем массу выпавшего осадка:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } NaOH) + m(text{р-ра } CuSO_4) - m(Cu(OH)_2) = 80 + 80 - 9.8 = 150.2 text{ г}`
Вычислим массовую долю сульфата натрия в конечном растворе:
`ω(Na_2SO_4) = (100 * m(Na_2SO_4)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 14.2) / 150.2 = 9.454%`
Ответ
`m(Cu(OH)_2) = 9.8 text{ г}`
`ω(Na_2SO_4) = 9.454%`