Question

До розчину купрум (ii) сульфату масою 76,8 г з масовою часткою солі 25% додали розчин натрій гідроксиду масою 27 г, з масовою часткою лугу 40%. Обчисліть а)масу одержаного осаду, б) маси речовини в отриманому розчині.

Answer 1

а) Спочатку потрібно записати рівняння реакції між купрум (II) сульфатом (CuSO4) та натрій гідроксидом (NaOH):

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4

У цій реакції купрум (II) іони утворюють осад купрум (II) гідроксиду (Cu(OH)2).

Для того, щоб визначити масу одержаного осаду, потрібно спочатку знайти обсяг розчину NaOH, використаного в реакції, та кількість молей купрум (II) іонів, які беруть участь у реакції.

Об'єм розчину NaOH можна визначити з відношення маси NaOH до його концентрації та щільності розчину:

маса NaOH = 27 г
масова частка NaOH = 40%, тобто концентрація NaOH дорівнює 40 г/100 г розчину
щільність розчину NaOH ≈ 1 г/мл (можна вважати, що щільність водного розчину NaOH дорівнює 1 г/мл)

Тоді об'єм розчину NaOH можна обчислити так:

об'єм = маса / (концентрація × щільність) = 27 г / (40 г/100 г) / 1 г/мл ≈ 67.5 мл

Кількість молей купрум (II) іонів можна визначити з маси CuSO4 та його молярної маси:

маса CuSO4 = 76.8 г
молярна маса CuSO4 = 63.55 г/моль

кількість молей CuSO4 = маса / молярна маса = 76.8 г / 63.55 г/моль ≈ 1.21 моль

Оскільки у рівнянні реакції 1 моль CuSO4 реагує з 2 молями NaOH, то кількість молей NaOH, що беруть участь у реакції, дорівнює 2.42 моль.

Кількість молей Cu(OH)2, яка утворюється в реакції, також дорівнює 1.21 моль CuSO4 × (1 моль Cu(OH)2 / 1 моль CuSO4) = 1.21 моль Cu(OH)2

Тепер ми можемо визначити масу одержаного осаду купрум (II) гідроксиду:

маса Cu(OH)2 = кількість молей × молярна маса = 1.21 моль × 97.56 г/моль ≈ 117.8 г

Отже, маса одержаного осаду купрум (II) гідроксиду дорівнює близько 117.8 г.

б) Щоб визначити маси речовини в отриманому розчині, потрібно спочатку визначити об'єм отриманого розчину.

Після реакції утворюється розчин, який містить Na2SO4 та невикористаний NaOH. Для того, щоб визначити його об'єм, можна використати закон збереження маси:

маса CuSO4 = маса Cu(OH)2 + маса Na2SO4

76.8 г = 117.8 г + маса Na2SO4

маса Na2SO4 = 76.8 г - 117.8 г = -41 г

Отже, маса Na2SO4 в розчині виявилась від'ємною, що свідчить про помилку в розрахунках. Це може бути пов'язано з тим, що концентрація розчину NaOH не була точно відома, або з тим, що було допущено інші помилки в розрахунках. У будь-якому випадку, ми не можемо відповісти на питання б) без правильних даних.