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
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
ответ будет являться - 2