Дано:
- Масса меди (Cu) = 6,48 кг = 6480 г
- Объем хлора (Cl2) = 1,88 м³
Найти:
Массу хлорида меди(II) (CuCl2), образующегося при взаимодействии меди с хлором.
1. Рассчитаем количество вещества меди:
Молярная масса меди (Cu) = 63,5 г/моль
n(Cu) = m(Cu) / M(Cu) = 6480 г / 63,5 г/моль ≈ 102,4 моль
2. Рассчитаем количество вещества хлора:
При нормальных условиях (н. у.) 1 м³ газа содержит 22,4 моль.
Объем хлора (1,88 м³) в моль:
n(Cl2) = V(Cl2) / 22,4 м³/моль = 1,88 м³ / 22,4 м³/моль ≈ 0,084 моль
3. Напишем уравнение реакции между медью и хлором:
2 Cu + Cl2 → 2 CuCl2
Из уравнения видно, что для реакции 2 моль меди требуется 1 моль хлора. Следовательно, максимальное количество молей меди, которое может реагировать с 0,084 моль Cl2:
n(max Cu) = 2 * n(Cl2) = 2 * 0,084 моль = 0,168 моль
Сравниваем количество вещества меди с количеством, необходимым для реакции:
n(Cu) = 102,4 моль > 0,168 моль
Это означает, что хлора недостаточно, и именно он будет лимитирующим реагентом.
4. Рассчитаем массу образующегося хлорида меди(II):
По уравнению реакции 1 моль Cl2 дает 2 моль CuCl2. Следовательно, из 0,084 моль Cl2 можно получить:
n(CuCl2) = 2 * n(Cl2) = 2 * 0,084 моль = 0,168 моль
Молярная масса хлорида меди(II) (CuCl2):
M(CuCl2) = 63,5 (Cu) + 2 * 35,5 (Cl) = 63,5 + 71,0 = 134,5 г/моль
Теперь, рассчитываем массу CuCl2:
m(CuCl2) = n(CuCl2) * M(CuCl2) = 0,168 моль * 134,5 г/моль ≈ 22,5 г
Ответ:
При взаимодействии меди массой 6,48 кг с хлором объемом 1,88 м³ образуется примерно 22,5 г хлорида меди(II).