Какая масса сульфата меди (2) образуется в результате взаимодействий 5,6 г оксида меди (2) с 100 г 49% раствора серной кислоты.
Для решения задачи необходимо определить, какая масса сульфата меди (II) образуется при реакции оксида меди (II) с серной кислотой.
Запишем уравнение реакции: Оксид меди (II) реагирует с серной кислотой по следующему уравнению: \[ \text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
Определим количество вещества оксида меди (II): Для этого мы используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( n \) — количество вещества, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса.
Молярная масса оксида меди (II) (CuO) составляет:
- Cu: 63.55 г/моль
- O: 16.00 г/моль \[ M_{\text{CuO}} = 63.55 + 16.00 = 79.55 \text{ г/моль} \]
Теперь найдем количество вещества CuO: \[ n_{\text{CuO}} = \frac{5.6 \text{ г}}{79.55 \text{ г/моль}} \approx 0.0704 \text{ моль} \]
Определим количество серной кислоты в растворе: В 100 г 49% раствора серной кислоты содержится: \[ m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 100 \text{ г} \times 0.49 = 49 \text{ г} \]
Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет:
- H: 1.01 г/моль (2 атома)
- S: 32.07 г/моль
- O: 16.00 г/моль (4 атома) \[ M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2 \times 1.01 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 98.09 \text{ г/моль} \]
Теперь найдем количество вещества H₂SO₄: \[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = \frac{49 \text{ г}}{98.09 \text{ г/моль}} \approx 0.499 \text{ моль} \]
Определим, какое реагирующее вещество лимитирует реакцию: Из уравнения реакции видно, что 1 моль CuO реагирует с 1 моль H₂SO₄. У нас есть 0.0704 моль CuO и 0.499 моль H₂SO₄. Следовательно, оксид меди является лимитирующим реагентом.
Рассчитаем массу образующегося сульфата меди (II): Продукт реакции, сульфат меди (CuSO₄), образуется в эквивалентном количестве по мнению моль, то есть 0.0704 моль. Молярная масса сульфата меди (CuSO₄) составляет:
- Cu: 63.55 г/моль
- S: 32.07 г/моль
- O: 16.00 г/моль (4 атома) \[ M_{\text{CuSO}_4} = 63.55 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 159.61 \text{ г/моль} \]
Теперь вычислим массу CuSO₄: \[ m_{\text{CuSO}_4} = n_{\text{CuSO}_4} \times M_{\text{CuSO}_4 = 0.0704 \text{ моль} \times 159.61 \text{ г/моль} \approx 11.23 \text{ г} \]
Таким образом, в результате реакции образуется примерно 11.23 г сульфата меди (II).
