Номер 1347, страница 208 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1347. Какая масса осадка образуется при сливании раствора массой 12,2 г с массовой долей хлорида меди(II) 5,32 % и раствора массой 5,28 г с массовой долей гидроксида калия 21,2 %?

Дано:

$m_{р-ра}(CuCl_2) = 12,2 \text{ г}$

$\omega(CuCl_2) = 5,32 \% = 0,0532$

$m_{р-ра}(KOH) = 5,28 \text{ г}$

$\omega(KOH) = 21,2 \% = 0,212$

Найти:

$m_{осадка}$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между хлоридом меди(II) и гидроксидом калия. В результате реакции обмена образуется нерастворимый гидроксид меди(II), который и является осадком, и растворимый хлорид калия:

$CuCl_2 + 2KOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2KCl$

2. Найдем массы чистых веществ (реагентов) в исходных растворах.

Масса хлорида меди(II):

$m(CuCl_2) = m_{р-ра}(CuCl_2) \cdot \omega(CuCl_2) = 12,2 \text{ г} \cdot 0,0532 = 0,64884 \text{ г}$

Масса гидроксида калия:

$m(KOH) = m_{р-ра}(KOH) \cdot \omega(KOH) = 5,28 \text{ г} \cdot 0,212 = 1,11936 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы реагентов и продукта (осадка):

$M(CuCl_2) = 63,5 + 2 \cdot 35,5 = 134,5 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

$M(Cu(OH)_2) = 63,5 + 2 \cdot (16 + 1) = 97,5 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (в молях) каждого реагента:

$n(CuCl_2) = \frac{m(CuCl_2)}{M(CuCl_2)} = \frac{0,64884 \text{ г}}{134,5 \text{ г/моль}} \approx 0,004824 \text{ моль}$

$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{1,11936 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 0,019989 \text{ моль}$

5. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. Согласно уравнению реакции, на 1 моль $CuCl_2$ требуется 2 моль $KOH$.

Рассчитаем, сколько моль $KOH$ необходимо для реакции со всем имеющимся $CuCl_2$:

$n_{треб.}(KOH) = 2 \cdot n(CuCl_2) = 2 \cdot 0,004824 \text{ моль} = 0,009648 \text{ моль}$

Сравним требуемое количество $KOH$ с имеющимся:

$0,009648 \text{ моль} < 0,019989 \text{ моль}$

Так как имеющееся количество гидроксида калия больше, чем требуется для реакции, $KOH$ находится в избытке, а $CuCl_2$ — в недостатке. Дальнейший расчет массы осадка будем вести по реагенту в недостатке, то есть по $CuCl_2$.

6. Найдем количество вещества образовавшегося осадка $Cu(OH)_2$. По уравнению реакции, из 1 моль $CuCl_2$ образуется 1 моль $Cu(OH)_2$. Следовательно:

$n(Cu(OH)_2) = n(CuCl_2) = 0,004824 \text{ моль}$

7. Рассчитаем массу осадка $Cu(OH)_2$:

$m(Cu(OH)_2) = n(Cu(OH)_2) \cdot M(Cu(OH)_2) = 0,004824 \text{ моль} \cdot 97,5 \text{ г/моль} = 0,47034 \text{ г}$

Округлим результат до трех значащих цифр, так как исходные данные имеют по три значащие цифры.

$m(Cu(OH)_2) \approx 0,470 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 0,470 г.