Номер 776, страница 128 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

776. Какой объём (н. у.) водорода потребуется для полного восстановления оксида меди(II) массой 2,38 г?

Дано:

масса оксида меди(II) $m(CuO) = 2,38$ г

условия нормальные (н. у.)

Перевод в СИ:

масса $m(CuO) = 2,38 \cdot 10^{-3}$ кг

Найти:

объём водорода $V(H_2)$ — ?

Решение:

Процесс полного восстановления оксида меди(II) водородом описывается следующим уравнением химической реакции:

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

Из стехиометрических коэффициентов в уравнении следует, что оксид меди(II) и водород реагируют в мольном соотношении 1:1. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(H_2) = n(CuO)$

Для нахождения количества вещества оксида меди(II) сначала рассчитаем его молярную массу. Используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: Ar(Cu) ≈ 63,5 и Ar(O) ≈ 16.

$M(CuO) = Ar(Cu) + Ar(O) = 63,5 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 79,5 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим количество вещества (число моль) оксида меди(II) массой 2,38 г по формуле $n = m/M$:

$n(CuO) = \frac{m(CuO)}{M(CuO)} = \frac{2,38 \text{ г}}{79,5 \text{ г/моль}} \approx 0,029937 \text{ моль}$

Так как $n(H_2) = n(CuO)$, количество вещества водорода, которое потребуется для реакции, также составляет приблизительно 0,029937 моль.

Объем газа при нормальных условиях (н. у.) вычисляется по формуле $V = n \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объем газа, который при н. у. равен 22,4 л/моль.

Найдем искомый объем водорода:

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,029937 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 0,67059 \text{ л}$

Округляя полученное значение до трех значащих цифр (в соответствии с точностью исходных данных), получаем окончательный результат.

Ответ: объем водорода, который потребуется для полного восстановления, равен 0,671 л.