Номер 333, страница 64 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

333. Медь каким максимальным химическим количеством можно получить в результате реакции

$CuSO_4 + Fe = FeSO_4 + Cu\downarrow$,

если в раствор, содержащий избыток $CuSO_4$, опустить железные опилки массой 11,2 г?

Дано:

Реакция: $CuSO_4 + Fe = FeSO_4 + Cu$
$m(Fe) = 11,2$ г
$CuSO_4$ - в избытке

$m(Fe) = 11,2 \text{ г} = 0,0112 \text{ кг}$

Найти:

$\nu(Cu)$ - ?

Решение:

Запишем уравнение реакции замещения, в которой более активный металл (железо) вытесняет менее активный (медь) из раствора его соли:

$CuSO_4 + Fe \rightarrow FeSO_4 + Cu$

Согласно условию задачи, сульфат меди(II) ($CuSO_4$) находится в избытке. Это означает, что железо ($Fe$) является лимитирующим реагентом, то есть оно прореагирует полностью, и именно его количество определит максимальное количество продуктов реакции.

1. Найдем химическое количество (количество вещества) железных опилок, используя формулу $\nu = \frac{m}{M}$, где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса. Молярная масса железа $M(Fe)$ согласно периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева составляет приблизительно $56$ г/моль.

$\nu(Fe) = \frac{m(Fe)}{M(Fe)} = \frac{11,2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции видно, что стехиометрические коэффициенты перед железом ($Fe$) и образующейся медью ($Cu$) равны 1. Это означает, что их химические количества соотносятся как 1:1.

$\frac{\nu(Fe)}{1} = \frac{\nu(Cu)}{1}$

Следовательно, химическое количество меди, которое может образоваться в результате реакции, равно химическому количеству железа, вступившего в реакцию.

$\nu(Cu) = \nu(Fe) = 0,2 \text{ моль}$

Таким образом, максимальное химическое количество меди, которое можно получить, составляет 0,2 моль.

Ответ: максимальное химическое количество меди, которое можно получить, равно $0,2$ моль.