Номер 292, страница 57 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

292. К смеси массой 4,00 г, состоящей из меди и оксида меди(II), добавили избыток соляной кислоты. В результате реакции образовался хлорид меди(II) массой 2,70 г. Определите массовую долю меди в исходной смеси.

Дано:

$m(смеси) = 4,00\ г$
$Смесь = Cu + CuO$
$m(CuCl_2) = 2,70\ г$

Все данные представлены в единицах, удобных для расчетов (граммы), поэтому перевод в систему СИ не требуется.

Найти:

$ω(Cu)\ в\ смеси\ -\ ?$

Решение:

Из двух компонентов смеси, меди (Cu) и оксида меди(II) (CuO), с соляной кислотой (HCl) будет реагировать только оксид меди(II), поскольку медь является металлом, стоящим в электрохимическом ряду напряжений после водорода, и не вытесняет его из кислот-неокислителей.

Уравнение химической реакции:

$CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$

Вся образовавшаяся соль, хлорид меди(II) ($CuCl_2$), является продуктом реакции именно оксида меди(II). Это позволяет нам рассчитать массу $CuO$ в исходной смеси.

1. Вычислим молярные массы оксида меди(II) и хлорида меди(II), используя относительные атомные массы из периодической таблицы (округляя для меди до 64): $Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(Cl) \approx 35,5$.

$M(CuO) = 64 + 16 = 80\ г/моль$

$M(CuCl_2) = 64 + 2 \cdot 35,5 = 64 + 71 = 135\ г/моль$

2. Рассчитаем количество вещества (в молях) хлорида меди(II), которое образовалось в результате реакции:

$n(CuCl_2) = \frac{m(CuCl_2)}{M(CuCl_2)} = \frac{2,70\ г}{135\ г/моль} = 0,02\ моль$

3. По уравнению реакции стехиометрическое соотношение между $CuO$ и $CuCl_2$ составляет 1:1. Это означает, что количество вещества оксида меди(II), вступившего в реакцию, равно количеству вещества образовавшегося хлорида меди(II).

$n(CuO) = n(CuCl_2) = 0,02\ моль$

4. Найдем массу оксида меди(II), содержавшегося в исходной смеси:

$m(CuO) = n(CuO) \cdot M(CuO) = 0,02\ моль \cdot 80\ г/моль = 1,60\ г$

5. Теперь мы можем определить массу чистой меди в смеси, вычитая массу оксида меди(II) из общей массы смеси:

$m(Cu) = m(смеси) - m(CuO) = 4,00\ г - 1,60\ г = 2,40\ г$

6. Наконец, рассчитаем массовую долю меди ($ω(Cu)$) в исходной смеси. Массовая доля — это отношение массы компонента к общей массе смеси, часто выражаемое в процентах.

$ω(Cu) = \frac{m(Cu)}{m(смеси)} = \frac{2,40\ г}{4,00\ г} = 0,60$

Чтобы выразить результат в процентах, умножаем полученное значение на 100%:

$ω(Cu) = 0,60 \cdot 100\% = 60\%$

Ответ: массовая доля меди в исходной смеси составляет 60%.