Дано:
- Масса раствора хлорида меди (II) = 720 г.
- Массовая доля хлорида меди (II) = 15%.
- Уменьшение массы цинкового кусочка = 0,6 г.
Найти: массу вещества, образовавшегося после прокаливания.
Решение:
1. Рассчитаем массу хлорида меди (CuCl2) в 720 г раствора:
м(CuCl2) = 15% от 720 г = 0,15 * 720 г = 108 г.
2. Найдем количество молей хлорида меди (CuCl2):
Молярная масса CuCl2 = 63,55 (Cu) + 2 * 35,45 (Cl) = 134,45 г/моль.
n(CuCl2) = м(CuCl2) / М(CuCl2) = 108 г / 134,45 г/моль ≈ 0,803 моль.
3. С учетом реакции между хлоридом меди (II) и цинком, запишем уравнение реакции:
CuCl2 + Zn → ZnCl2 + Cu.
4. Найдем массу меди (Cu), которую образует цинк. Так как масса цинка уменьшилась на 0,6 г, это и есть масса образовавшейся меди.
5. Рассчитаем количество молей меди (Cu):
Молярная масса Cu = 63,55 г/моль.
n(Cu) = м(Cu) / М(Cu) = 0,6 г / 63,55 г/моль ≈ 0,00946 моль.
6. По уравнению реакции видно, что на 1 моль CuCl2 необходимо 1 моль Zn, и так как количество меди (Cu) значительно меньше, следовательно, вся меди образуется из оставшегося количества CuCl2.
7. Рассчитаем оставшееся количество хлорида меди после реакции:
Количество моль CuCl2, которое отреагировало = n(Cu) (так как 1:1).
n(CuCl2, оставшееся) = n(CuCl2) - n(Cu) = 0,803 моль - 0,00946 моль ≈ 0,79354 моль.
8. Теперь найдем массу оставшегося хлорида меди:
м(CuCl2, оставшееся) = n(CuCl2, оставшееся) * М(CuCl2)
≈ 0,79354 моль * 134,45 г/моль ≈ 106,66 г.
9. Теперь сохранившееся количество CuCl2 прореагирует с избытком гидроксида калия (KOH) образуя осадок:
CuCl2 + 2KOH → Cu(OH)2 (осадок) + 2KCl.
10. Расчитаем количество молей гидроксида меди (Cu(OH)2):
n(Cu(OH)2) = n(CuCl2, оставшееся) = 0,79354 моль.
11. Найдем массу осадка Cu(OH)2:
Молярная масса Cu(OH)2 = 63,55 (Cu) + 2 * (16 + 1) = 63,55 + 34 = 97,55 г/моль.
м(Cu(OH)2) = n(Cu(OH)2) * М(Cu(OH)2) = 0,79354 моль * 97,55 г/моль ≈ 77,52 г.
12. После прокаливания Cu(OH)2 превращается в оксид меди (CuO) с выделением воды:
Cu(OH)2 → CuO + H2O.
13. Рассчитаем массу оксида меди (CuO):
Молярная масса CuO = 63,55 (Cu) + 16 (O) = 79,55 г/моль.
Масса CuO, образованного после прокаливания, будет равна массе Cu(OH)2, так как при реакции теряется только вода:
м(CuO) = м(Cu(OH)2) = 77,52 г.
Ответ:
Масса вещества, образовавшегося после прокаливания, составляет примерно 77,52 г.