Номер 1384, страница 214 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1384. Магний массой 3,12 г опустили в раствор массой 74,4 г с массовой долей сульфата меди(II) 6,32 %. Рассчитайте массу восстановленной меди.

Дано:

$m(Mg) = 3,12 \text{ г}$

$m_{раствора}(CuSO_4) = 74,4 \text{ г}$

$w(CuSO_4) = 6,32 \% = 0,0632$

Найти:

$m(Cu) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. Магний, как более активный металл, вытесняет медь из раствора её соли, сульфата меди(II):

$Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu$

Реакция сбалансирована, стехиометрические коэффициенты всех веществ равны 1.

2. Найдем массу чистого сульфата меди(II), содержащегося в растворе:

$m(CuSO_4) = m_{раствора}(CuSO_4) \cdot w(CuSO_4)$

$m(CuSO_4) = 74,4 \text{ г} \cdot 0,0632 = 4,70088 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (в молях) для каждого из реагентов. Для этого нам понадобятся их молярные массы. Будем использовать округленные атомные массы: $Ar(Mg) = 24$, $Ar(Cu) = 64$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$.

$M(Mg) = 24 \text{ г/моль}$

$M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем количество вещества:

$n(Mg) = \frac{m(Mg)}{M(Mg)} = \frac{3,12 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} = 0,13 \text{ моль}$

$n(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} = \frac{4,70088 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} \approx 0,0294 \text{ моль}$

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке, чтобы вести дальнейший расчет по нему. Согласно уравнению реакции, $Mg$ и $CuSO_4$ реагируют в мольном соотношении 1:1. Сравним количество вещества реагентов:

$n(Mg) = 0,13 \text{ моль}$

$n(CuSO_4) = 0,0294 \text{ моль}$

Поскольку $n(CuSO_4) < n(Mg)$, сульфат меди(II) находится в недостатке и прореагирует полностью. Магний взят в избытке.

5. По уравнению реакции, количество вещества образовавшейся меди равно количеству вещества сульфата меди(II), вступившего в реакцию:

$n(Cu) = n(CuSO_4) = 0,0294 \text{ моль}$

6. Найдем массу восстановленной меди. Молярная масса меди $M(Cu) = 64 \text{ г/моль}$.

$m(Cu) = n(Cu) \cdot M(Cu) = 0,0294 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 1,8816 \text{ г}$

Округляя результат до сотых, получаем 1,88 г.

Ответ: масса восстановленной меди равна 1,88 г.