200 г раствора гидроксида лития смешали с избытком раствора сульфата меди(II). Выпал осадок массой 24,5 г. Вычислите массовую долю щелочи в исходном растворе гидроксида лития. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

Для начала запишем уравнение реакции:

\[ 2LiOH + CuSO_4 → Cu(OH)_2↓ + Li_2SO_4 \]

Теперь рассчитаем молярные массы:

• LiOH: 7 (Li) + 16 (O) + 1 (H) = 24 г/моль
• Cu(OH)₂: 64 (Cu) + 2 * (16 (O) + 1 (H)) = 64 + 38 = 102 г/моль

Зная массу выпавшего осадка (Cu(OH)₂), найдем его количество вещества:

\[ n(Cu(OH)_2) = \frac{m}{M} = \frac{24.5 \text{ г}}{102 \text{ г/моль}} ≈ 0.24 \text{ моль} \]

Согласно уравнению реакции, количество вещества LiOH в 2 раза больше, чем количество вещества Cu(OH)₂:

\[ n(LiOH) = 2 ∙ n(Cu(OH)_2) = 2 ∙ 0.24 ext{ моль} = 0.48 ext{ моль} \]

Найдем массу LiOH:

\[ m(LiOH) = n(LiOH) ∙ M(LiOH) = 0.48 ext{ моль} ∙ 24 ext{ г/моль} = 11.52 ext{ г} \]

Теперь рассчитаем массовую долю щелочи в исходном растворе:

\[ w(LiOH) = \frac{m(LiOH)}{m(\text{раствора})} ∙ 100% = \frac{11.52 ext{ г}}{200 ext{ г}} ∙ 100% = 5.76% \]

Ответ: 5.76%