Номер 80, страница 22 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

80. Образец оксида меди(II) массой 16,0 г частично восстановили водородом при высокой температуре. После реакции суммарная масса полученного твёрдого остатка, состоящего из меди и оксида меди(II), составила 14,4 г. Определите массовую долю оксида меди в полученном твёрдом остатке.

Дано:

$m_{\text{исх}}(\text{CuO}) = 16,0 \text{ г}$

$m_{\text{остатка}} = 14,4 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{CuO в остатке}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции восстановления оксида меди(II) водородом:

$\text{CuO} + \text{H}_2 \xrightarrow{t} \text{Cu} + \text{H}_2\text{O}$

Твёрдый остаток после реакции представляет собой смесь непрореагировавшего оксида меди(II) и образовавшейся металлической меди.

2. Уменьшение массы твёрдого вещества произошло за счёт того, что кислород из состава оксида меди(II) соединился с водородом и улетучился в виде паров воды. Найдем массу кислорода, который вступил в реакцию:

$m(\text{O}) = m_{\text{исх}}(\text{CuO}) - m_{\text{остатка}} = 16,0 \text{ г} - 14,4 \text{ г} = 1,6 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ, используя периодическую таблицу химических элементов:

$M(\text{O}) = 16 \text{ г/моль}$

$M(\text{Cu}) = 64 \text{ г/моль}$

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

4. Найдем количество вещества (число моль) прореагировавшего кислорода:

$n(\text{O}) = \frac{m(\text{O})}{M(\text{O})} = \frac{1,6 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, в 1 моль $\text{CuO}$ содержится 1 моль атомов кислорода. Следовательно, количество вещества прореагировавшего оксида меди(II) равно количеству вещества прореагировавшего кислорода:

$n_{\text{прореаг}}(\text{CuO}) = n(\text{O}) = 0,1 \text{ моль}$

6. Теперь можно найти массу оксида меди(II), который вступил в реакцию:

$m_{\text{прореаг}}(\text{CuO}) = n_{\text{прореаг}}(\text{CuO}) \cdot M(\text{CuO}) = 0,1 \text{ моль} \cdot 80 \text{ г/моль} = 8,0 \text{ г}$

7. Зная исходную массу оксида меди(II) и массу прореагировавшего оксида, найдем массу оксида меди(II), оставшегося в твердом остатке:

$m_{\text{ост}}(\text{CuO}) = m_{\text{исх}}(\text{CuO}) - m_{\text{прореаг}}(\text{CuO}) = 16,0 \text{ г} - 8,0 \text{ г} = 8,0 \text{ г}$

8. Наконец, определим массовую долю оксида меди(II) в полученном твердом остатке, масса которого по условию равна 14,4 г:

$\omega(\text{CuO в остатке}) = \frac{m_{\text{ост}}(\text{CuO})}{m_{\text{остатка}}} \cdot 100\% = \frac{8,0 \text{ г}}{14,4 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 55,56\%$

Ответ: массовая доля оксида меди в полученном твёрдом остатке составляет 55,56%.