(a) Qual a massa de CuSO4(s) que deve ser dissolvida em água para preparar 2,0 L de uma solução 0,3 mol/L. (b) Considerando que sobraram 250 mL da solução, quanto de massa de NaCl(s) devemos adicionar na solução para precipitar o cobre remanescente e após filtragem descartar o resíduo líquido.
CuSO4(aq)+2 NaCl(aq) CuCl2(s)+Na2 SO4(aq)

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química que envolve preparação de soluções e reações de precipitação. No item (a), precisamos calcular a massa de CuSO4(s) necessária para preparar 2,0 litros de uma solução com concentração de 0,3 mol/L. No item (b), vamos determinar quanto de NaCl(s) adicionar a 250 mL dessa solução para precipitar o cobre remanescente usando a reação dada.

Passo 2

Primeiro, vamos focar no item (a). Precisamos encontrar a massa de CuSO4 que, dissolvida em água, forma 2,0 litros de uma solução com concentração de 0,3 mol/L.

Passo 3

Para isso, usamos a fórmula da concentração molar:
C = nV
Onde:
  • C é a concentração (0,3 mol/L),
  • n é o número de mols,
  • V é o volume da solução (2,0 L).

Passo 4

Rearranjando a fórmula para encontrar n:
n = C times V = 0,3 , mol/L times 2,0 , L = 0,6 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa de CuSO4. Para isso, precisamos da massa molar do CuSO4.
A massa molar é a soma das massas atômicas dos elementos na fórmula:
  • Cu: 63,55 g/mol
  • S: 32,07 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
Total:
63,55 + 32,07 + 64,00 = 159,62 , g/mol

Passo 6

Com o número de mols e a massa molar, calculamos a massa:
m = n times M = 0,6 , mol times 159,62 , g/mol = 95,77 , g

Passo 7

Agora, vamos para o item (b). Temos 250 mL (0,250 L) da solução de CuSO4 que sobraram e queremos precipitar o cobre remanescente adicionando NaCl.
A reação dada é:
CuSO4(aq) + 2 NaCl(aq) CuCl2(s) + Na2 SO4(aq)

Passo 8

Primeiro, calculamos os mols de CuSO4 na solução sobrante:
n = C times V = 0,3 , mol/L times 0,250 , L = 0,075 , mol

Passo 9

Segundo, pela estequiometria da reação, para cada mol de CuSO4 precisamos de 2 mols de NaCl:
nNaCl = 2 times nCuSO4 = 2 times 0,075 , mol = 0,15 , mol

Passo 10

Agora, calculamos a massa de NaCl necessária. A massa molar do NaCl é:
Na: 22,99 , g/mol + Cl: 35,45 , g/mol = 58,44 , g/mol

Passo 11

Finalmente, calculamos a massa:
m = n times M = 0,15 , mol times 58,44 , g/mol = 8,77 , g

Resposta

(a) É necessário dissolver 95,77 g de CuSO4(s) para preparar 2,0 L de solução 0,3 mol/L.
(b) Devem ser adicionados 8,77 g de NaCl(s) para precipitar o cobre remanescente.

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