Номер 310, страница 59 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

310. В раствор, содержащему сульфат меди(II) массой 16,0 г, опустили избыток железных опилок. Рассчитайте массу выделившейся при этом меди.

Дано:

масса сульфата меди(II) $m(CuSO_4) = 16.0 \text{ г}$

Железные опилки (Fe) в избытке.

Перевод в систему СИ:

$m(CuSO_4) = 16.0 \text{ г} = 0.016 \text{ кг}$

Найти:

массу меди $m(Cu)$ - ?

Решение:

При взаимодействии раствора сульфата меди(II) с железными опилками происходит реакция замещения, так как железо является более активным металлом, чем медь, и вытесняет её из раствора соли. Запишем уравнение реакции:

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu\downarrow$

1. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчете. Для этого используем округленные значения относительных атомных масс из периодической таблицы: $Ar(Cu) = 64$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса сульфата меди(II):

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

Молярная масса меди:

$M(Cu) = Ar(Cu) = 64 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества сульфата меди(II), вступившего в реакцию. Расчеты удобнее проводить в граммах.

$n(CuSO_4) = \frac{m(CuSO_4)}{M(CuSO_4)} = \frac{16.0 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между сульфатом меди(II) и образующейся медью составляет 1:1. Это означает, что из 1 моль $CuSO_4$ образуется 1 моль $Cu$.

Поскольку железо взято в избытке, сульфат меди(II) является лимитирующим реагентом и прореагирует полностью. Следовательно, количество вещества выделившейся меди будет равно количеству вещества сульфата меди(II):

$n(Cu) = n(CuSO_4) = 0.1 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу выделившейся меди по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Cu) = n(Cu) \cdot M(Cu) = 0.1 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 6.4 \text{ г}$

Ответ: масса выделившейся меди составляет 6,4 г.