Номер 807, страница 142 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

807. Смесь оксида цинка и оксида меди(II) восстановили водородом при нагревании, а полученные металлы сплавили при высокой температуре. Рассчитайте массу исходной смеси оксидов, если в результате этого опыта была получена латунь массой 340 г с массовой долей меди 45,0 %.

Дано:

$m(\text{латуни}) = 340 \text{ г}$

$w(\text{Cu в латуни}) = 45.0 \% = 0.450$

Найти:

$m(\text{смеси оксидов}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнения химических реакций восстановления оксидов меди(II) и цинка водородом:

$\text{CuO} + \text{H}_2 \xrightarrow{t} \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \quad (1)$

$\text{ZnO} + \text{H}_2 \xrightarrow{t} \text{Zn} + \text{H}_2\text{O} \quad (2)$

2. Латунь — это сплав меди и цинка. Рассчитаем массы меди и цинка в полученном сплаве.

Масса меди в латуни:

$m(\text{Cu}) = m(\text{латуни}) \cdot w(\text{Cu}) = 340 \text{ г} \cdot 0.450 = 153 \text{ г}$

Масса цинка в латуни:

$m(\text{Zn}) = m(\text{латуни}) - m(\text{Cu}) = 340 \text{ г} - 153 \text{ г} = 187 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы необходимых веществ, используя округленные значения атомных масс: $A_r(\text{Cu}) = 64$, $A_r(\text{Zn}) = 65$, $A_r(\text{O}) = 16$.

$M(\text{Cu}) = 64 \text{ г/моль}$

$M(\text{Zn}) = 65 \text{ г/моль}$

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

$M(\text{ZnO}) = 65 + 16 = 81 \text{ г/моль}$

4. Вся медь в латуни образовалась из оксида меди(II), а весь цинк — из оксида цинка. Рассчитаем массы оксидов, вступивших в реакцию.

Из стехиометрии реакции (1) следует, что количество вещества оксида меди(II) равно количеству вещества полученной меди ($n(\text{CuO}) = n(\text{Cu})$). Массу оксида меди(II) можно рассчитать по формуле:

$m(\text{CuO}) = m(\text{Cu}) \cdot \frac{M(\text{CuO})}{M(\text{Cu})}$

$m(\text{CuO}) = 153 \text{ г} \cdot \frac{80 \text{ г/моль}}{64 \text{ г/моль}} = 191.25 \text{ г}$

Аналогично для реакции (2), $n(\text{ZnO}) = n(\text{Zn})$. Рассчитаем массу оксида цинка:

$m(\text{ZnO}) = m(\text{Zn}) \cdot \frac{M(\text{ZnO})}{M(\text{Zn})}$

$m(\text{ZnO}) = 187 \text{ г} \cdot \frac{81 \text{ г/моль}}{65 \text{ г/моль}} \approx 233.03 \text{ г}$

5. Найдем массу исходной смеси оксидов, сложив массы оксида меди(II) и оксида цинка:

$m(\text{смеси}) = m(\text{CuO}) + m(\text{ZnO}) = 191.25 \text{ г} + 233.03 \text{ г} \approx 424.28 \text{ г}$

Так как точность исходных данных (340 г, 45,0 %) составляет три значащие цифры, результат следует округлить до трех значащих цифр.

Ответ: $424 \text{ г}$.