2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄
m(CuSO₄ ) = 250 · 1,168 · 0,45 = 131,4 г
n(CuSO₄ ) = 131,4 ÷ 160 = 0,82125 моль - избытокn(Na) = 13,8 ÷ 23 = 0,6 мольn(Na) = n(NaOH) = 0,6 моль
n(H₂) = 0,5n(Na) = 0,3 моль
n(CuSO₄ прореагировало) = 0,5n(NaOH) = 0,3 моль
n(CuSO₄ осталось) = 0,5n(NaOH) = 0,82125 - 0,3 = 0,52125 моль
m(CuSO₄ осталось) = 0,52125 · 160 = 83,4 г
n(Na₂SO₄ ) = 0,5n(NaOH) = 0,3 моль
m(Na₂SO₄ ) = 0,3 ·142 = 42,6 г
n(Cu(OH)₂) = n(CuSO₄ прореагировало) = 0,3 моль
m(Cu(OH)₂) = 0,3 · 98 = 29,4 г
m(H₂) = 0,3 · 2 = 0,6 г
m(раствора) = 250 · 1,168 + 13,8 - 29,4 - 0,6 = 275,8 г
ω(CuSO₄ осталось) = 83,4 ÷ 275,8 = 0,30, или 30%
ω(Na₂SO₄ ) = 42,6 ÷ 275,8 = 0,15, или 15%
- если число атомов элемента в одной части схемы реакции четное, а в другой нечетное, то перед формулой с нечетным числом атомов надо поставить коэффициент 2, а затем уравнивать число всех атомов.
- расстановку коэффициентов следует начинать с наиболее сложного по составу вещества и делать это в следующей последовательности:
сначала надо уравнять число атомов металлов, затем – кислотных остатков (атомов неметаллов), затем атомов водорода, и последним – атомов кислорода.
- если число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения одинаково, то коэффициенты определены верно.
- после этого стрелку между частями уравнения можно заменить знаком равенства.
- коэффициенты в уравнении химической реакции не должны иметь общих делителей.
Пример. Составим уравнение химической реакции между гидроксидом железа (III) и серной кислотой с образованием сульфата железа (III).
1. Составим схему реакции:
Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
2. Подберем коэффициенты к формулам веществ. Мы знаем, что надо начать с наиболее сложного вещества и последовательно уравнять во всей схеме сначала атомы металлов, потом кислотных остатков, затем водорода и в конце – кислорода. В нашей схеме наиболее сложное вещество - Fe2(SO4)3. В нем два атома железа, а в составе Fe(OH)3 – один атом железа. Значит, перед формулой Fe(OH)3 надо поставить коэффициент 2:
2Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
Теперь уравниваем число кислотных остатков SO4. В составе соли Fe2(SO4)3 – три кислотных остатка SO4. Значит, в левой части перед формулой H2SO4 ставим коэффициент 3:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O.
Теперь уравниваем число атомов водорода. В левой части схемы в гидроксиде железа 2Fe(OH)3 – 6 атомов водорода (2
· 3), в серной кислоте 3H2SO4 – тоже 6 атомов водорода. Всего в левой части 12 атомов водорода. Значит, в правой части перед формулой воды H2O ставим коэффициент 6 – и теперь в правой части тоже 12 атомов водорода:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O.
Осталось уравнять число атомов кислорода. Но делать это уже не надо, потому что в левой и правой частях схемы уже одинаковое число атомов кислорода – по 18 в каждой части. Это значит, что схема записана полностью, и мы можем стрелку заменить знаком равенства:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O.