50 медный купорос массой 25 г растворили в воде. в результате получили раствор объемом 200 см3. к этому раствору добавили 400 см3 раствора гидроксида калия, содержащего 0,5 моль растворенного вещества в 1 дм3 раствора. полученную смесь кипятили до полного завершения реакции. выпавший осадок отфильтровали, высушили и взвесили. объем фильтрата (раствора, полученного после фильтрования) оказался равным 400 см3 напишите молекулярные и ионные уравнения протекающих реакций. определите массу образовавшегося осадка. укажите основную причину, по которой объем фильтрата (400 см3) значительно меньше суммы объемов взаимодействующих растворов (200 см3 + 400 см3 = 600 см3). рассчитайте число ионов металла в фильтрате. определите массу раствора барий хлорида с массовой долей растворенного вещества, равной 5,2 %, который необходимо добавить к пробе фильтрата объемом 160 см3, чтобы в полученном растворе число сульфат ионов стало в 1,5 раза больше числа хлорид ионов?
152
198
Ответы на вопрос:
При сливании и кипячении растворов медного купороса и гидроксида калия образуется сначала осадок гидроксида меди (ii), затем - осадок оксида меди (ii): cuso₄ * 5 h₂o + 2 koh = cu(oh)₂ ↓ + k₂so₄ + 5 h₂o cu(oh)₂ ↓ = cuo ↓ + h₂o суммарное уравнение монокулярное: cuso₄ * 5 h₂o + 2 koh = cuo↓ + k₂so₄ + 6h₂o полное ионное: cu²⁺ + so₄²⁻ + 2 k⁺ + 2 oh⁻ = cuo↓ + 2 k⁺ + so₄²⁻ + h₂o краткое ионное: cu²⁺ + 2 oh⁻ = cuo↓ + h₂o cuso₄ * 5 h₂o + 2 koh = cuo↓ + k₂so₄ + 6h₂o 0,1 моль 0,2 моль 0,1 моль 0,1 моль m(cuso₄*5 h₂o) = 159,61+ 5*18.02 = 249,71 г/моль m(koh) = 56,1 г/моль m(cuo) = 79.54 г/моль с(koh) = 0.5 моль/л v(koh) = 400 мл = 0,4 л n(cuso₄ * 5 h₂o) = m/m = 25/249.71 = 0.1001 ≈ 0,1 моль n(koh) = cv = 0.4 л * 0,5 моль/л = 0,2 моль реагенты добавлены в эквивалентном количестве, нет ни избытка, ни недостатка. расчеты ведем по уравнению. количество вещества осадка cuo равно 0,1 моль. масса осадка m(cuo) = 0.1 моль*m(cuo) = 0,1 моль*79.54 г/моль = = 7,954 г объем фильтрата (400 мл) меньше суммы объемов взаимодействующих растворов (600 мл) потому, что часть воды остается в осадке и в материале фильтра. кроме того, часть воды теряется из-за испарения при кипячении. в 400 мл фильтрата содержится только вода (считаем, что весь cuo остался на фильтре) и 0,1 моль k₂so₄ или 0,2 моль ионов калия k⁺ (ионов k⁺ в два раза больше, чем частиц k₂so₄). число ионов k⁺ равно количеству вещества ионов калия (0,2 моль), умноженному на постоянную авогадро nₐ (6,02*10²³ моль⁻¹): n(k⁺) = n(k⁺) * nₐ = 0.2 моль * 6,02*10²³ моль⁻¹ ≈ 1,2*10²³ при добавления раствора bacl₂ к фильтрату, содержащему k₂so₄, выпадет осадок сульфата бария baso₄. k₂so₄ + bacl₂ = baso₄↓ + 2 kcl рассчитаем количество вещества k₂so₄ в 400 мл фильтрата содержится 0,1 моль k₂so₄ в 160 мл фильтрата содержится х моль k₂so₄ х = 160*0,1/400 = 0,04 моль при прибавлении к 160-миллилитровой порции фильтрата 0,04 моль bacl₂ сульфат-ион был бы практически полностью осажден. поэтому хлорида бария нужно добавить меньше, чем 0,04 моль. величину этого недостатка обозначим за у. вновь обратимся к уравнению реакции осаждения. весь хлорид бария израсходовался, и в результате образовалось эквивалентное количество сульфата бария и хлорида калия. остался непрореагировавший избыток k₂so₄. k₂so₄ + bacl₂ = baso₄↓ + 2 kcl + k₂so₄ (избыток) 0,04 моль (0,04-у) моль (0,04-у) моль 2*(0.04-у) у моль число (или количество вещества) сульфат-ионов должно быть в 1,5 раза выше числа хлорид-ионов: у = 1,5 2*(0,04-у) у = 3 (0,04-у) у = 0,12 - 3у 4у = 0,12 у = 0,03 моль значит, количество вещества bacl₂ должно быть 0,04-0,03= 0,01 моль а масса bacl₂ должна быть n(bacl₂)*m(bacl₂) = = 0.01 моль * 208.23 г/моль = 2,0823 г. в то же время эта масса bacl₂ должна содержаться в растворе массой m(раствор) с массовой долей w=5.2%. массовая доля bacl₂ выражается: w = 2,0823/m(раствор) = 5,2% = 0,052 отсюда m(раствор) = 2,0823/0,052 = 40,04 ≈ 40 г
Популярно: Химия
-
kimas9831.01.2022 06:02
-
мирахуснатдинова25.05.2020 11:21
-
Masha333415.01.2021 05:38
-
Was123123.04.2021 12:07
-
flint4040p070t014.05.2023 12:45
-
danilfag06.01.2023 16:02
-
авдруг17.06.2021 04:37
-
asiali127.05.2022 16:03
-
андрей100500ый07.12.2022 17:13
-
gr3ygo0se13.02.2020 05:39