Номер 4, страница 38 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m_{\text{раствора } \text{CuSO}_4} = 600 \, \text{г}$

$\omega_{\text{CuSO}_4} = 12 \, \%$

$m_{\text{раствора } \text{NaOH}} = 800 \, \text{г}$

$\omega_{\text{NaOH}} = 5 \, \%$

Перевод в СИ:

$\omega_{\text{CuSO}_4} = 0.12$

$\omega_{\text{NaOH}} = 0.05$

Найти:

$m_{\text{осадка}}$ ($m_{\text{Cu(OH)}_2}$) - ?

Решение:

1. Определим массы чистых веществ в каждом растворе:

Масса сульфата меди(II): $m_{\text{CuSO}_4} = m_{\text{раствора } \text{CuSO}_4} \times \omega_{\text{CuSO}_4} = 600 \, \text{г} \times 0.12 = 72 \, \text{г}$.

Масса гидроксида натрия: $m_{\text{NaOH}} = m_{\text{раствора } \text{NaOH}} \times \omega_{\text{NaOH}} = 800 \, \text{г} \times 0.05 = 40 \, \text{г}$.

2. Рассчитаем молярные массы веществ:

$M(\text{CuSO}_4) = M(\text{Cu}) + M(\text{S}) + 4 \times M(\text{O}) = 63.55 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 159.62 \, \text{г/моль}$.

$M(\text{NaOH}) = M(\text{Na}) + M(\text{O}) + M(\text{H}) = 22.99 + 16.00 + 1.01 = 40.00 \, \text{г/моль}$.

$M(\text{Cu(OH)}_2) = M(\text{Cu}) + 2 \times (M(\text{O}) + M(\text{H})) = 63.55 + 2 \times (16.00 + 1.01) = 63.55 + 2 \times 17.01 = 63.55 + 34.02 = 97.57 \, \text{г/моль}$.

3. Вычислим количество молей реагентов:

$n_{\text{CuSO}_4} = \frac{m_{\text{CuSO}_4}}{M(\text{CuSO}_4)} = \frac{72 \, \text{г}}{159.62 \, \text{г/моль}} \approx 0.4510 \, \text{моль}$.

$n_{\text{NaOH}} = \frac{m_{\text{NaOH}}}{M(\text{NaOH})} = \frac{40 \, \text{г}}{40.00 \, \text{г/моль}} = 1.0000 \, \text{моль}$.

4. Запишем уравнение химической реакции:

$\text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4$

5. Определим лимитирующий реагент. По уравнению реакции, 1 моль $\text{CuSO}_4$ реагирует с 2 молями $\text{NaOH}$.

Для реакции с $0.4510 \, \text{моль}$ $\text{CuSO}_4$ потребуется $0.4510 \times 2 = 0.9020 \, \text{моль}$ $\text{NaOH}$.

У нас имеется $1.0000 \, \text{моль}$ $\text{NaOH}$. Так как $1.0000 \, \text{моль} > 0.9020 \, \text{моль}$, гидроксид натрия находится в избытке, а сульфат меди(II) является лимитирующим реагентом.

6. Рассчитаем количество молей образовавшегося осадка ($\text{Cu(OH)}_2$) по лимитирующему реагенту:

По уравнению реакции, из 1 моля $\text{CuSO}_4$ образуется 1 моль $\text{Cu(OH)}_2$.

Значит, $n_{\text{Cu(OH)}_2} = n_{\text{CuSO}_4} = 0.4510 \, \text{моль}$.

7. Вычислим массу образовавшегося осадка:

$m_{\text{Cu(OH)}_2} = n_{\text{Cu(OH)}_2} \times M(\text{Cu(OH)}_2) = 0.4510 \, \text{моль} \times 97.57 \, \text{г/моль} \approx 44.004 \, \text{г}$.

Округлим до сотых: $m_{\text{Cu(OH)}_2} \approx 44.00 \, \text{г}$.

Ответ:

$44.00 \, \text{г}$