Дано:
- Общая масса смеси хлора и брома (m_смеш) = 23,1 г
- Общая масса получившейся смеси хлорида и бромида меди(II) (m_продукт) = 35,8 г
- Молярная масса хлора (M_Cl) = 35,5 г/моль
- Молярная масса брома (M_Br) = 79,9 г/моль
- Молярная масса меди (M_Cu) = 63,5 г/моль
Найти: массовую долю брома в исходной смеси (ω_Br).
Решение:
1. Найдем массу меди, которая образовалась в результате реакции. Для этого используем разницу между массой продуктов и массой исходной смеси:
m_Cu = m_продукт - m_смеш
m_Cu = 35,8 г - 23,1 г = 12,7 г
2. Теперь найдем количество молей меди:
n_Cu = m_Cu / M_Cu
n_Cu = 12,7 г / 63,5 г/моль ≈ 0,200 моль
3. В реакции используются следующие стехиометрические соотношения:
Cu + 2Cl2 -> CuCl2
Cu + 2Br2 -> CuBr2
4. Обозначим количество молей хлора через n_Cl и количество молей брома через n_Br. У нас есть два уравнения для определения количества молей:
Для хлора:
n_Cl = 2 * n_Cu = 2 * 0,200 моль = 0,400 моль
Для брома:
n_Br = 2 * n_Cu = 2 * 0,200 моль = 0,200 моль
5. Теперь определим массу каждого элемента в исходной смеси:
m_Cl = n_Cl * M_Cl
m_Cl = 0,400 моль * 35,5 г/моль = 14,2 г
m_Br = n_Br * M_Br
m_Br = 0,200 моль * 79,9 г/моль = 15,98 г
6. Проверим, что сумма масс компонентов равна общей массе смеси:
m_смеш = m_Cl + m_Br
m_смеш = 14,2 г + 15,98 г ≈ 30,18 г (обратите внимание, здесь могут быть небольшие погрешности из-за округлений)
7. Теперь рассчитаем массовую долю брома в исходной смеси:
ω_Br = m_Br / m_смеш * 100%
ω_Br = 15,98 г / 23,1 г * 100% ≈ 69,08%
Ответ: массовая доля брома в исходной смеси составляет примерно 69,08%.