Для решения данной задачи нам нужно рассмотреть несколько этапов реакции и их результаты.
Шаг 1: Реакция сульфата меди (II) с гидроксидом натрия
- Когда мы добавляем раствор гидроксида натрия (NaOH) в раствор сульфата меди (CuSO4), происходит реакция, в результате которой образуется гидроксид меди (II) (Cu(OH)2), который является осадком.
- Уравнение реакции выглядит следующим образом:
- CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
- Гидроксид меди (II) имеет голубой цвет и выпадает в осадок.
Шаг 2: Влияние цинковой пластины
- При помещении цинковой пластины в раствор сульфата меди (II) происходит замещение: цинк вытесняет медь из раствора, и образуется сульфат цинка (ZnSO4), а медь осаждается.
- Уравнение этой реакции:
- Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu ↓
- Таким образом, медь также будет осаждаться в виде металлической меди.
Шаг 3: Добавление сульфида аммония
- Теперь, когда мы добавляем сульфид аммония (NH4)2S в раствор, он реагирует с ионами меди, образуя сульфид меди (CuS), который также является осадком.
- Уравнение реакции:
- Сульфид меди имеет черный цвет и также выпадает в осадок.
Шаг 4: Определение массы осадка
- Теперь нам нужно определить массу осадка сульфида меди, образовавшегося в результате реакции.
- Масса цинковой пластины изменилась на 0,2 г, что означает, что 0,2 г цинка было использовано для реакции.
- Согласно уравнению реакции, 1 моль Zn реагирует с 1 моль Cu. Это означает, что количество меди, осажденной из раствора, будет равно количеству цинка, которое прореагировало.
- Теперь найдем количество меди, которое соответствует 0,2 г цинка:
- Молярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль.
- Молярная масса меди (Cu) = 63,55 г/моль.
- Количество молей цинка:
- 0,2 г Zn / 65,38 г/моль ≈ 0,00306 моль Zn.
- Так как 1 моль Zn дает 1 моль Cu, количество меди будет также 0,00306 моль Cu.
- Теперь найдем массу сульфида меди (CuS):
- Молярная масса CuS = 63,55 г/моль (Cu) + 32,07 г/моль (S) = 95,62 г/моль.
- Масса CuS = 0,00306 моль × 95,62 г/моль ≈ 0,292 г.
Ответ: При добавлении избытка раствора гидроксида натрия образуется осадок гидроксида меди (II), а при добавлении сульфида аммония образуется осадок сульфида меди. Масса осадка сульфида меди составляет примерно 0,292 г.