ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 24 Вопрос 6 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Найдите массу осадка, выпавшего при добавлении к 160 г 2%-ного раствора сульфата меди (II) необходимого количества раствора гидроксида натрия. Какое количество вещества гидроксида натрия вступило в реакцию?

Дано:
\( m(\text{раствора CuSO}_4) = 160\,\text{г} \)
\( \omega(\text{CuSO}_4) = 2\% \)
\( M(\text{CuSO}_4) = 160\,\text{г/моль} \)
\( M(\text{Cu(OH)}_2) = 98\,\text{г/моль} \)

\( n(\text{NaOH}) = ? \)
\( m(\text{Cu(OH)}_2) = ? \)

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

\(m(\text{CuSO}_4) = m(\text{раствора CuSO}_4) \cdot \frac{\omega(\text{CuSO}_4)}{100\%} = 160 \cdot 0.02 = 3.2\,\text{г}\)
\(n(\text{CuSO}_4) = \frac{m}{M} = \frac{3.2}{160} = 0.02\,\text{моль}\)

По уравнению реакции:

\(x = n(\text{NaOH}) = 0.02 \cdot \frac{2}{1} = 0.04\,\text{моль}\)
\(y = n(\text{Cu(OH)}_2) = 0.02\,\text{моль}\)

\(m(\text{Cu(OH)}_2) = n \cdot M = 0.02 \cdot 98 = 1.96\,\text{г}\)

Ответ: 0,04 моль, 1,96 г.

Для решения данной задачи необходимо последовательно выполнить несколько шагов, используя данные и химическое уравнение.

1. Определение массы чистого сульфата меди (II) в растворе

Сначала найдем массу растворенного вещества (сульфата меди (II), CuSO₄) в исходном растворе. Массовая доля вещества в растворе (\(\omega\)) определяется как отношение массы растворенного вещества (\(m_{\text{вещества}}\)) к общей массе раствора (\(m_{\text{раствора}}\)), умноженное на 100%.

Формула: \( m_{\text{вещества}} = \frac{\omega \cdot m_{\text{раствора}}}{100\%} \)

Дано:
Масса раствора CuSO₄ = 160 г
Массовая доля CuSO₄ = 2%

Подставляем значения:
\( m(\text{CuSO}_4) = 160 \, \text{г} \cdot \frac{2}{100} = 160 \, \text{г} \cdot 0.02 = 3.2 \, \text{г} \)

Таким образом, в 160 г 2%-ного раствора содержится 3.2 г чистого сульфата меди (II).

2. Определение количества вещества (моль) сульфата меди (II)

Теперь переведем массу сульфата меди (II) в количество вещества (моли), используя его молярную массу.

Формула: \( n = \frac{m}{M} \)
где \(n\) – количество вещества (моль), \(m\) – масса (г), \(M\) – молярная масса (г/моль).

Дано:
Масса CuSO₄ = 3.2 г (рассчитано выше)
Молярная масса CuSO₄ = 160 г/моль

Подставляем значения:
\( n(\text{CuSO}_4) = \frac{3.2 \, \text{г}}{160 \, \text{г/моль}} = 0.02 \, \text{моль} \)

Значит, в реакцию вступает 0.02 моль сульфата меди (II).

3. Определение количества вещества (моль) гидроксида натрия и гидроксида меди (II) по уравнению реакции

Запишем уравнение химической реакции между сульфатом меди (II) и гидроксидом натрия:
\( \text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Cu(OH)}_2\downarrow \)

Из уравнения реакции видно, что 1 моль CuSO₄ реагирует с 2 молями NaOH, образуя 1 моль Cu(OH)₂. Используем эти мольные соотношения для определения количества вещества других участников реакции.

Мы знаем, что \( n(\text{CuSO}_4) = 0.02 \, \text{моль} \).

Для гидроксида натрия (NaOH):

Соотношение молей CuSO₄ : NaOH = 1 : 2.

Следовательно, количество вещества NaOH будет в 2 раза больше, чем количество вещества CuSO₄:
\( n(\text{NaOH}) = n(\text{CuSO}_4) \cdot \frac{2}{1} = 0.02 \, \text{моль} \cdot 2 = 0.04 \, \text{моль} \)

Для гидроксида меди (II) (Cu(OH)₂):

Соотношение молей CuSO₄ : Cu(OH)₂ = 1 : 1.

Следовательно, количество вещества Cu(OH)₂ будет равно количеству вещества CuSO₄:
\( n(\text{Cu(OH)}_2) = n(\text{CuSO}_4) \cdot \frac{1}{1} = 0.02 \, \text{моль} \cdot 1 = 0.02 \, \text{моль} \)

4. Определение массы осадка гидроксида меди (II)

Теперь, зная количество вещества гидроксида меди (II), мы можем найти его массу, используя его молярную массу.

Формула: \( m = n \cdot M \)

Дано:
Количество вещества Cu(OH)₂ = 0.02 моль (рассчитано выше)
Молярная масса Cu(OH)₂ = 98 г/моль

Подставляем значения:
\( m(\text{Cu(OH)}_2) = 0.02 \, \text{моль} \cdot 98 \, \text{г/моль} = 1.96 \, \text{г} \)

Ответ:
Количество вещества гидроксида натрия, вступившего в реакцию, составляет 0.04 моль.
Масса выпавшего осадка гидроксида меди (II) составляет 1.96 г.