Номер 514, страница 98 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

514. Медь какой максимальной массой можно получить при восстановлении оксида меди(II) массой 246 кг избытком оксида углерода(II) при нагревании?

Дано:

$m(\text{CuO}) = 246 \text{ кг}$

Оксид углерода(II) (CO) взят в избытке.

$m(\text{CuO}) = 246 \text{ кг} = 246000 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{Cu}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции восстановления оксида меди(II) оксидом углерода(II). При нагревании оксид меди(II) восстанавливается до металлической меди, а оксид углерода(II) окисляется до оксида углерода(IV):

$\text{CuO} + \text{CO} \xrightarrow{t^\circ} \text{Cu} + \text{CO}_2$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты всех веществ равны 1.

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчете (оксида меди(II) и меди). Будем использовать округленные значения относительных атомных масс: $Ar(\text{Cu}) \approx 64$, $Ar(\text{O}) = 16$.

Молярная масса оксида меди(II) ($M(\text{CuO})$):

$M(\text{CuO}) = Ar(\text{Cu}) + Ar(\text{O}) = 64 + 16 = 80 \text{ г/моль}$

Молярная масса меди ($M(\text{Cu})$):

$M(\text{Cu}) = Ar(\text{Cu}) = 64 \text{ г/моль}$

3. Поскольку оксид углерода(II) взят в избытке, оксид меди(II) является лимитирующим реагентом и полностью вступает в реакцию. Найдем количество вещества ($\nu$) оксида меди(II) массой 246 кг:

$\nu(\text{CuO}) = \frac{m(\text{CuO})}{M(\text{CuO})} = \frac{246000 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 3075 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль CuO образуется 1 моль Cu. Следовательно, соотношение количеств веществ равно:

$\frac{\nu(\text{Cu})}{\nu(\text{CuO})} = \frac{1}{1}$

Отсюда, количество вещества меди, которое можно получить, равно количеству вещества прореагировавшего оксида меди(II):

$\nu(\text{Cu}) = \nu(\text{CuO}) = 3075 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу меди, которая образуется в результате реакции:

$m(\text{Cu}) = \nu(\text{Cu}) \cdot M(\text{Cu}) = 3075 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 196800 \text{ г}$

6. Переведем полученную массу из граммов в килограммы:

$m(\text{Cu}) = \frac{196800 \text{ г}}{1000} = 196.8 \text{ кг}$

Ответ: максимальная масса меди, которую можно получить, составляет 196,8 кг.