Над избытком раскалённого углерода пропустили оксид углерода(IV) массой 18,8 г. Полученный оксид углерода(II) пропустили над нагретым оксидом меди(II) массой 98,2 г. Чему равна масса твёрдого остатка, полученного после окончания опыта?
от

1 Ответ

дано:
- масса оксида углерода(IV) (CO2) = 18,8 г
- масса оксида меди(II) (CuO) = 98,2 г

найти:
масса твёрдого остатка после окончания опыта.

решение:
1. Определим количество вещества CO2:

Молярная масса CO2 = 12 (углерод) + 2 * 16 (кислород) = 44 г/моль.
Количество вещества CO2 = масса / молярная масса = 18,8 г / 44 г/моль = 0,427 моль.

2. При взаимодействии CO2 с раскалённым углеродом (C), происходит реакция:
C + CO2 → 2CO.

Это значит, что из 1 моль CO2 получается 2 моль CO. Таким образом, количество полученного CO:
Количество CO = 2 * 0,427 моль = 0,854 моль.

3. Теперь определим количество вещества CuO:

Молярная масса CuO = 63,5 (медь) + 16 (кислород) = 79,5 г/моль.
Количество вещества CuO = 98,2 г / 79,5 г/моль = 1,236 моль.

4. При взаимодействии CO с CuO происходит реакция:
2CO + CuO → 2C + Cu.

Из этой реакции видно, что для 1 моль CuO потребуется 2 моль CO. Мы имеем 0,854 моль CO и 1,236 моль CuO.

5. Рассчитаем, сколько CO будет расходоваться на CuO:
Для 1,236 моль CuO нужно 2 * 1,236 моль CO = 2,472 моль CO.

Поскольку у нас только 0,854 моль CO, он станет ограничивающим реагентом.

6. Вычислим, сколько CuO останется после реакции:
Так как на 2 моль CO требуется 1 моль CuO, то:
Количество употребленного CuO = 0,854 моль CO / 2 = 0,427 моль CuO.

7. Определим массу потреблённого CuO:
Масса CuO = количество * молярная масса = 0,427 моль * 79,5 г/моль = 33,9 г.

8. Рассчитаем массу оставшегося CuO:
Масса остатков CuO = первоначальная масса CuO - масса использованного CuO = 98,2 г - 33,9 г = 64,3 г.

9. После реакции образуется твёрдый остаток: углерод (C) и медь (Cu).
Количество образовавшегося углерода = количество CO, которое не вступило в реакцию, т.е. из 0,854 моль CO мы использовали 0,427 моль CuO, что соответствует 0,427 моль C.

10. Определим массу углерода:
Молярная масса C = 12 г/моль.
Масса углерода = 0,427 моль * 12 г/моль = 5,124 г.

11. Масса твёрдого остатка:
Масса остатка = масса Cu + масса C = (0,427 моль CuO) * 63,5 г/моль + 5,124 г = 27,141 г + 5,124 г = 32,265 г.

ответ:
Масса твёрдого остатка после окончания опыта равна 32,265 г.
от