Чтобы решить данную задачу, начнем с написания уравнения реакции между оксидом меди (II) и серной кислотой. Оксид меди (II) имеет формулу CuO, а безводная сульфурная кислота - H2SO4.
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ CuO + H2SO4 \rightarrow CuSO4 + H2O \]
Теперь, давайте определим количество субстанций, которые вовлечены в реакцию. Для этого сначала найдем количество вещества CuO в 40 г. Молярная масса оксида меди (II) (CuO) составляет:
- Молярная масса Cu (медь) = 63,5 г/моль
- Молярная масса O (кислород) = 16 г/моль
Следовательно, молярная масса CuO равна:
\[ 63,5 + 16 = 79,5 \text{ г/моль} \]
Теперь можем найти количество вещества CuO:
\[ n(CuO) = \frac{m(CuO)}{M(CuO)} = \frac{40 \text{ г}}{79,5 \text{ г/моль}} \approx 0,504 \text{ моль} \]
Что касается сульфурной кислоты, давайте найдем количество вещества в 49 г безводной H2SO4. Молярная масса H2SO4 составляет:
- H (водород) = 1 г/моль (2 атома = 2 г)
- S (сера) = 32 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль (4 атома = 64 г)
Следовательно, молярная масса H2SO4 равна:
\[ 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль} \]
Теперь можем найти количество вещества H2SO4:
\[ n(H2SO4) = \frac{m(H2SO4)}{M(H2SO4)} = \frac{49 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль} \]
Теперь у нас есть 0,504 моль CuO и 0,5 моль H2SO4. Так как реакция между CuO и H2SO4 происходит в соотношении 1:1, в данной реакции ограничивающим реагентом будет H2SO4, так как его меньше.
Теперь мы можем найти массу образовавшейся соли (медный(II) сульфат, CuSO4). В одной реакции образуется 1 моль CuSO4:
Молярная масса CuSO4:
- Cu (медь) = 63,5 г/моль
- S (сера) = 32 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль (4 атома = 64 г)
Следовательно, молярная масса CuSO4 равна:
\[ 63,5 + 32 + 64 = 159,5 \text{ г/моль} \]
Теперь можем найти массу CuSO4, используя количество вещества одной из реакций:
\[ m(CuSO4) = n(CuSO4) \times M(CuSO4) = 0,5 \text{ моль} \times 159,5 \text{ г/моль} = 79,75 \text{ г} \]
Таким образом, масса образовавшейся соли (медного(II) сульфата) составит примерно 79,75 грамм.
