Дано:
- масса CuO = 12,0 г
- объем водорода (H2) = 2,30 дм3
Найти:
- массовые доли веществ в полученном после реакции твердым остатке.
Решение:
1. Рассчитаем количество вещества водорода:
Молярный объем газа при нормальных условиях (н. у.) = 22,4 дм3/моль
n(H2) = V / Vm = 2,30 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,1027 моль
2. Запишем уравнение реакции между оксидом меди (II) и водородом:
CuO + H2 → Cu + H2O
3. Из уравнения видно, что 1 моль CuO реагирует с 1 моль H2. Следовательно, количество вещества CuO, которое прореагировало, равно количеству вещества водорода:
n(CuO) = n(H2) = 0,1027 моль
4. Теперь найдем массу CuO, которая прореагировала:
M(CuO) = 63,5 г/моль (Cu) + 16,0 г/моль (O) = 79,5 г/моль
m(CuO) = n(CuO) * M(CuO) = 0,1027 моль * 79,5 г/моль ≈ 8,15 г
5. Найдем массу оставшегося CuO:
m(CuO, остаток) = m(CuO, начальная) - m(CuO, прореагировавшая) = 12,0 г - 8,15 г ≈ 3,85 г
6. Определим массу образовавшихся продуктов:
При реакции образуется медь (Cu) и вода (H2O). Найдем массу воды, образовавшейся в результате реакции:
m(H2O) = n(H2) * M(H2O)
M(H2O) = 2 * 1,0 г/моль (H) + 16,0 г/моль (O) = 18,0 г/моль
m(H2O) = 0,1027 моль * 18,0 г/моль ≈ 1,85 г
7. Теперь мы можем рассчитать массы всех веществ в образовавшемся остатке:
- Масса меди (Cu), образовавшейся в результате реакции, равна массе CuO, которая прореагировала:
m(Cu) = n(CuO) * M(Cu) = 0,1027 моль * 63,5 г/моль ≈ 6,52 г
Таким образом, массы веществ в остатке:
- m(CuO, остаток) = 3,85 г
- m(Cu) = 6,52 г
- m(H2O) = 1,85 г
8. Общая масса твердых остатков:
m(остаток) = m(CuO, остаток) + m(Cu) ≈ 3,85 г + 6,52 г = 10,37 г
9. Рассчитаем массовые доли:
ω(CuO, остаток) = m(CuO, остаток) / m(остаток) * 100% = 3,85 г / 10,37 г * 100% ≈ 37,1%
ω(Cu) = m(Cu) / m(остаток) * 100% = 6,52 г / 10,37 г * 100% ≈ 62,9%
Ответ:
Массовые доли веществ в полученном после реакции твердым остатке:
- массовая доля CuO = 37,1%
- массовая доля Cu = 62,9%.