Номер 287, страница 62 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

287. Рассчитайте массу хлорида меди(II), образующегося при взаимодействии меди массой 6,48 кг с хлором объемом (н. у.) 1,88 $м^3$.

Дано:

$m(Cu) = 6.48 \text{ кг}$

$V(Cl_2) = 1.88 \text{ м}^3$ (при н. у.)

Перевод в систему СИ и другие единицы для расчетов:

$m(Cu) = 6.48 \text{ кг} = 6480 \text{ г}$

Молярный объем газа при нормальных условиях (н. у.): $V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 0.0224 \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

$m(CuCl_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия меди с хлором с образованием хлорида меди(II):

$Cu + Cl_2 \rightarrow CuCl_2$

Согласно уравнению, медь и хлор реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Чтобы определить массу продукта, необходимо сначала выяснить, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим), так как именно он определит максимальное количество продукта. Для этого рассчитаем количество вещества (в молях) для меди и хлора.

Молярная масса меди $M(Cu) \approx 63.5 \text{ г/моль}$.

Количество вещества меди:

$n(Cu) = \frac{m(Cu)}{M(Cu)} = \frac{6480 \text{ г}}{63.5 \text{ г/моль}} \approx 102.05 \text{ моль}$

Количество вещества хлора (газ при н.у.):

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{1.88 \text{ м}^3}{0.0224 \text{ м}^3\text{/моль}} \approx 83.93 \text{ моль}$

3. Сравним полученные количества веществ. Так как реагенты взаимодействуют в соотношении 1:1, тот реагент, которого меньше в молях, является лимитирующим.

$n(Cl_2) \approx 83.93 \text{ моль} < n(Cu) \approx 102.05 \text{ моль}$

Следовательно, хлор находится в недостатке и прореагирует полностью, а медь — в избытке. Расчет массы продукта реакции будем вести по лимитирующему реагенту — хлору.

4. По уравнению реакции, из 1 моль $Cl_2$ образуется 1 моль $CuCl_2$. Значит, количество вещества образовавшегося хлорида меди(II) равно количеству вещества прореагировавшего хлора:

$n(CuCl_2) = n(Cl_2) \approx 83.93 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу хлорида меди(II).

Сначала найдем его молярную массу. Молярная масса хлора $M(Cl) \approx 35.5 \text{ г/моль}$.

$M(CuCl_2) = M(Cu) + 2 \cdot M(Cl) = 63.5 \text{ г/моль} + 2 \cdot 35.5 \text{ г/моль} = 63.5 + 71 = 134.5 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массу продукта:

$m(CuCl_2) = n(CuCl_2) \cdot M(CuCl_2) \approx 83.93 \text{ моль} \cdot 134.5 \text{ г/моль} \approx 11288.6 \text{ г}$

6. Переведем полученную массу из граммов в килограммы:

$11288.6 \text{ г} = 11.2886 \text{ кг}$

Округляя до сотых, получаем $11.29 \text{ кг}$.

Ответ: масса образовавшегося хлорида меди(II) составляет 11,29 кг.