200 г раствора гидроксида лития смешали с избытком раствора сульфата меди(II). Выпал осадок массой 24,5 г. Вычислите массовую долю щёлочи 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).

Для решения этой задачи необходимо написать уравнение реакции, провести расчеты по уравнению реакции и найти массовую долю щелочи в исходном растворе.

1. Запишем уравнение реакции гидроксида лития с сульфатом меди(II): $$2LiOH + CuSO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + Cu(OH)_2 \downarrow$$ Выпадает осадок гидроксида меди(II).
2. Определим молярную массу гидроксида меди(II) ($$Cu(OH)_2$$): $$M(Cu(OH)_2) = 63.5 + 2 \times (16 + 1) = 63.5 + 34 = 97.5 \text{ г/моль}$$ Определим количество вещества выпавшего осадка: $$n(Cu(OH)_2) = \frac{m(Cu(OH)_2)}{M(Cu(OH)_2)} = \frac{24.5 \text{ г}}{97.5 \text{ г/моль}} \approx 0.251 \text{ моль}$$
3. По уравнению реакции, на 1 моль $$Cu(OH)_2$$ приходится 2 моль $$LiOH$$, следовательно: $$n(LiOH) = 2 \times n(Cu(OH)_2) = 2 \times 0.251 \text{ моль} = 0.502 \text{ моль}$$
4. Определим молярную массу гидроксида лития ($$LiOH$$): $$M(LiOH) = 6.9 + 16 + 1 = 23.9 \approx 24 \text{ г/моль}$$ Определим массу гидроксида лития: $$m(LiOH) = n(LiOH) \times M(LiOH) = 0.502 \text{ моль} \times 24 \text{ г/моль} = 12.048 \text{ г}$$
5. Определим массовую долю гидроксида лития в исходном растворе: $$\omega(LiOH) = \frac{m(LiOH)}{m(\text{раствора})} = \frac{12.048 \text{ г}}{200 \text{ г}} = 0.06024$$ $$\omega(LiOH) = 6.024 \%$$

Ответ: Уравнение реакции: 2LiOH + CuSO4 → Li2SO4 + Cu(OH)2↓. Массовая доля щёлочи в исходном растворе: 6.024 %.