Номер 9, страница 75 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m_{CuO} = 16 \, \text{г}$

$m_{CO} = 6 \, \text{г}$

$m_{Cu, \text{практическая}} = 9 \, \text{г}$

Перевод в СИ:

В данном случае перевод в систему СИ не требуется, так как массы уже даны в граммах, что является общепринятым для химических расчетов и позволяет избежать лишних преобразований.

Найти:

$\eta_{Cu} - ?$

Решение:

1. Напишем уравнение химической реакции:

Реакция восстановления оксида меди(II) оксидом углерода(II) протекает следующим образом:

$CuO + CO \rightarrow Cu + CO_2$

2. Рассчитаем молярные массы веществ:

Используем стандартные значения относительных атомных масс: $A_r(Cu) \approx 63.55$, $A_r(O) \approx 16.00$, $A_r(C) \approx 12.01$.

$M_{CuO} = A_r(Cu) + A_r(O) = 63.55 + 16.00 = 79.55 \, \text{г/моль}$

$M_{CO} = A_r(C) + A_r(O) = 12.01 + 16.00 = 28.01 \, \text{г/моль}$

$M_{Cu} = A_r(Cu) = 63.55 \, \text{г/моль}$

3. Найдем количество вещества каждого реагента:

Используем формулу $n = \frac{m}{M}$:

$n_{CuO} = \frac{m_{CuO}}{M_{CuO}} = \frac{16 \, \text{г}}{79.55 \, \text{г/моль}} \approx 0.2011 \, \text{моль}$

$n_{CO} = \frac{m_{CO}}{M_{CO}} = \frac{6 \, \text{г}}{28.01 \, \text{г/моль}} \approx 0.2142 \, \text{моль}$

4. Определим лимитирующий реагент:

Согласно уравнению реакции ($CuO + CO \rightarrow Cu + CO_2$), оксид меди(II) и оксид углерода(II) реагируют в мольном соотношении 1:1. Для полного протекания реакции требуется равное количество молей обоих реагентов.

Поскольку $n_{CuO} (0.2011 \, \text{моль}) < n_{CO} (0.2142 \, \text{моль})$, оксид меди(II) ($CuO$) является лимитирующим реагентом. Это означает, что количество образовавшейся меди будет определяться количеством $CuO$, так как он израсходуется первым.

5. Рассчитаем теоретическое количество вещества меди:

Из уравнения реакции следует, что из 1 моля $CuO$ образуется 1 моль $Cu$. Таким образом, теоретическое количество меди, которое может образоваться, равно количеству лимитирующего реагента:

$n_{Cu, \text{теоретическая}} = n_{CuO} = 0.2011 \, \text{моль}$

6. Рассчитаем теоретическую массу меди:

Используем формулу $m = n \times M$:

$m_{Cu, \text{теоретическая}} = n_{Cu, \text{теоретическая}} \times M_{Cu} = 0.2011 \, \text{моль} \times 63.55 \, \text{г/моль} \approx 12.782 \, \text{г}$

7. Рассчитаем практический выход металла (меди) в процентах:

Практический выход ($\eta$) рассчитывается по формуле:

$\eta = \frac{m_{\text{практическая}}}{m_{\text{теоретическая}}} \times 100\%$

Подставим известные значения:

$\eta = \frac{9 \, \text{г}}{12.782 \, \text{г}} \times 100\% \approx 70.41\%$

Округлим до ближайшего целого числа, что соответствует варианту 70%.

Ответ: 70