Номер 6, страница 108 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 24. Основания, их классификация и химические свойства. Глава 3. Основные классы неорганических соединений - номер 6, страница 108.

6. Найдите массу осадка, выпавшего при добавлении к 160 г 2 %-ного раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$) необходимого количества раствора гидроксида натрия ($NaOH$). Какое количество вещества гидроксида натрия вступило в реакцию?

Дано:

$m_{р-ра}(CuSO_4) = 160 \text{ г}$

$\omega(CuSO_4) = 2\% = 0.02$

Найти:

$m(осадка) - ?$

$n(NaOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции между сульфатом меди(II) и гидроксидом натрия. Это реакция обмена, в результате которой образуется нерастворимое основание - гидроксид меди(II), который выпадает в осадок.

$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Осадком является гидроксид меди(II) - $Cu(OH)_2$.

2. Рассчитаем массу чистого сульфата меди(II) ($CuSO_4$) в исходном растворе, используя формулу массовой доли:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

$m(CuSO_4) = m_{р-ра}(CuSO_4) \times \omega(CuSO_4) = 160 \text{ г} \times 0.02 = 3.2 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ, необходимых для решения задачи (используя округленные атомные массы: $Cu=64, S=32, O=16, Na=23, H=1$):

$M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \times 16 = 160 \text{ г/моль}$

$M(Cu(OH)_2) = 64 + 2 \times (16 + 1) = 64 + 34 = 98 \text{ г/моль}$

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) сульфата меди(II), вступившего в реакцию:

$n = \frac{m}{M}$

$n(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} = \frac{3.2 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.02 \text{ моль}$

5. Используя уравнение реакции, определим количество вещества осадка и гидроксида натрия. Из уравнения видно, что вещества реагируют в следующих стехиометрических соотношениях:

$n(CuSO_4) : n(NaOH) : n(Cu(OH)_2) = 1 : 2 : 1$

Найдите массу осадка, выпавшего при добавлении к 160 г 2 %-ного раствора сульфата меди(II) необходимого количества раствора гидроксида натрия.

Исходя из соотношения, количество вещества осадка $Cu(OH)_2$ равно количеству вещества $CuSO_4$:

$n(Cu(OH)_2) = n(CuSO_4) = 0.02 \text{ моль}$

Теперь вычислим массу осадка $Cu(OH)_2$:

$m(Cu(OH)_2) = n(Cu(OH)_2) \times M(Cu(OH)_2) = 0.02 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} = 1.96 \text{ г}$

Ответ: масса выпавшего осадка гидроксида меди(II) составляет 1.96 г.

Какое количество вещества гидроксида натрия вступило в реакцию?

Исходя из соотношения, количество вещества $NaOH$ в два раза больше количества вещества $CuSO_4$:

$n(NaOH) = 2 \times n(CuSO_4) = 2 \times 0.02 \text{ моль} = 0.04 \text{ моль}$

Ответ: в реакцию вступило 0.04 моль гидроксида натрия.