Дано: m(раствора)=980 г, ω(CuSO4)=20%
Найти: n(Cu(OH)2)-?, m(Cu(OH)2)-?
Решение
1-й способ
1. Рассчитываем массу сульфата меди (II) в растворе:
m(CuSO4)=(ω(CuSO4)•m(раствора)):100%=20%•980 г:100%=196 г
2. Количество вещества сульфата меди (II) массой 196 г вычисляем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160, поэтому M(CuSO4)=160 г/моль
n(CuSO4)=m(CuSO4)/M(CuSO4)=196 г : 160 г/моль=1,225 моль
3. Составим химическое уравнение:
CuSO4 + 2KOH = K2SO4 + Cu(OH)2↓
По уравнению реакции n(CuSO4):n(Cu(OH)2)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому
n(Cu(OH)2)=n(CuSO4)=1,225 моль
4. Массу гидроксида меди (II) в количестве вещества 1,225 моль вычисляем по формуле: m=n•M.
Mr(Cu(OH)2)=Ar(Cu)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=23+2•16+2•1=98, поэтому M(Cu(OH)2)=98 г/моль
m(Cu(OH)2)=n(Cu(OH)2)•M(Cu(OH)2)=1,225 моль • 98 г/моль=120,05 г
2-й способ
1. Рассчитываем массу сульфата меди (II) в растворе:
m(CuSO4)=(ω(CuSO4)•m(раствора)):100%=20%•980 г:100%=196 г
2. Составим химическое уравнение:
196 г х моль
CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2↓
160 г 1 моль
Над формулами соединений CuSO4 и Сu(OH)2 записываем вычисленную массу сульфата меди (II) (196 г) и неизвестное количество вещества гидроксида меди (II) (х моль), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
M(CuSO4)=160 г/моль, масса 1 моль=160 г
3. Количество вещества гидроксида меди (II) рассчитываем с помощью пропорции:
196 г / 160 г = х моль / 1 моль, отсюда
х=n(Cu(OH)2)=196 г • 1 моль : 160 г=1,225 моль
4. Массу гидроксида меди (II) в количестве вещества 1,225 моль вычисляем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
Mr(Cu(OH)2)=Ar(Cu)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=23+2•16+2•1=98, поэтому M(Cu(OH)2)=98 г/моль
m(Cu(OH)2)=n(Cu(OH)2)•M(Cu(OH)2)=1,225 моль • 98 г/моль=120,05 г
3-й способ
1. Рассчитываем массу сульфата меди (II) в растворе:
m(CuSO4)=(ω(CuSO4)•m(раствора)):100%=20%•980 г:100%=196 г
2. Составим химическое уравнение:
196 г х г
CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2↓
160 г 98 г
Над формулами соединений CuSO4 и Сu(OH)2 записываем вычисленную массу сульфата меди (II) (196 г) и неизвестную массу гидроксида меди (II) (х г), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
M(CuSO4)=160 г/моль, масса 1 моль=160 г
M(Cu(OH)2)=98 г/моль, масса 1 моль=98 г
3. Массу гидроксида меди (II) рассчитываем с помощью пропорции:
196 г / 160 г = х г / 98 г, отсюда
х=m(Cu(OH)2)=196 г • 98 г : 160 г=120,05 г
4. Количество вещества гидроксида меди (II) в массе 120,05 г вычисляем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
n(Cu(OH)2)=m(Cu(OH)2)/M(Cu(OH)2)=120,05 моль : 98 г/моль=1,125 моль
Ответ: при взаимодействии 980 г 20%-го раствора сульфата меди (II) с гидроксидом калия, образовалось 1,225 моль или 120,02 г гидроксида меди (II).