Дано:
- Масса раствора сульфата меди (II) = 400 г.
- Массовая доля сульфата меди (II) = 20%.
- Масса магниевой пластинки = 20 г.
- Конечная масса магниевой пластинки = 32 г.
Найти: массу образовавшегося осадка после добавления раствора гидроксида натрия.
Решение:
1. Найдем массу сульфата меди (CuSO4) в 400 г раствора:
м(CuSO4) = 20% от 400 г = 0,2 * 400 г = 80 г.
2. Теперь найдем количество молей сульфата меди (CuSO4):
Молярная масса CuSO4 = 63,55 (Cu) + 32,07 (S) + 4 * 16 (O) = 159,62 г/моль.
n(CuSO4) = м(CuSO4) / М(CuSO4) = 80 г / 159,62 г/моль ≈ 0,501 моль.
3. Определим изменение массы магниевой пластинки:
Изменение массы = конечная масса - начальная масса = 32 г - 20 г = 12 г.
Это 12 г — масса меди (Cu), которая осела на магниевой пластинке.
4. Теперь найдем количество молей меди (Cu), образовавшейся на пластинке:
Молярная масса Cu = 63,55 г/моль.
n(Cu) = м(Cu) / М(Cu) = 12 г / 63,55 г/моль ≈ 0,189 моль.
5. По уравнению реакции:
Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu.
Каждый моль магния реагирует с одним моль сульфата меди. Количество образовавшегося Cu соответствует количеству потребленного CuSO4:
n(CuSO4) использованный = n(Cu) = 0,189 моль.
6. Теперь найдем массу использованного сульфата меди:
м(CuSO4, использованный) = n(CuSO4) использованный * М(CuSO4) = 0,189 моль * 159,62 г/моль ≈ 30,17 г.
7. Найдем массу сульфата меди, оставшегося в растворе:
м(CuSO4, оставшийся) = м(CuSO4, всего) - м(CuSO4, использованный) = 80 г - 30,17 г ≈ 49,83 г.
8. Теперь определим массу сульфата меди в растворе после добавления избытка гидроксида натрия:
В реакции образуется осадок гидроксида меди (II):
CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2 (осадок) + Na2SO4.
Количество молей оставшегося сульфата меди:
n(CuSO4, оставшийся) = м(CuSO4, оставшийся) / М(CuSO4) = 49,83 г / 159,62 г/моль ≈ 0,312 моль.
9. Из этого количества сульфата меди можно образовать соответствующее количество меди (II) гидроксида:
n(Cu(OH)2) = n(CuSO4, оставшийся) = 0,312 моль.
10. Найдем массу образовавшегося осадка гидроксида меди (II):
Молярная масса Cu(OH)2 = 63,55 (Cu) + 2 * (16 + 1) (OH) = 63,55 + 34 = 97,55 г/моль.
м(Cu(OH)2) = n(Cu(OH)2) * М(Cu(OH)2) = 0,312 моль * 97,55 г/моль ≈ 30,50 г.
Ответ:
Масса образовавшегося осадка составляет aproximadamente 30,50 г.