Образец оксида меди(II), содержащий 15% примеси меди, поместили в разбавленный раствор серной кислоты. При этом образовалось 352 г сульфата меди(II). Определите массу (г)…

Задача 1: Определение массы образца оксида меди(II)

1. Расчет количества сульфата меди(II), полученного в реакции:

   Сначала найдем количество вещества сульфата меди(II) (CuSO₄), образовавшегося в реакции. Для этого используем формулу:

   \[ n = \frac{m}{M} \]

   где \( m \) — масса сульфата меди(II), \( M \) — молярная масса сульфата меди(II).

   Молярная масса CuSO₄:

   • Cu: 63,5 г/моль
   • S: 32 г/моль
   • O (4 × 16): 64 г/моль
   • \( M_{CuSO₄} = 63,5 + 32 + 64 = 159,5 \) г/моль

   Теперь найдем количество вещества CuSO₄:

   \[ n_{CuSO₄} = \frac{352 \, \text{г}}{159,5 \, \text{г/моль}} \approx 2,204 \, \text{моль} \]

2. Определение количества меди в образце:

   Реакция между оксидом меди(II) и серной кислотой описывается уравнением:

   \[ CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O \]

   1 моль CuO дает 1 моль CuSO₄, значит, количество CuO также равно 2,204 моль.

3. Определение массы меди в образце:

   Молярная масса CuO (с учетом оксида):

   • Cu: 63,5 г/моль
   • O: 16 г/моль
   • \( M_{CuO} = 63,5 + 16 = 79,5 \) г/моль

   Масса CuO:

   \[ m_{CuO} = n_{CuO} \cdot M_{CuO} = 2,204 \cdot 79,5 \approx 174,2 \, \text{г} \]

4. Определение общей массы образца:

   Из условия задачи известно, что в образце оксида меди(II) содержится 15% меди. Скорее всего, этот процент следует от массы оксида. Значит:

   Масса меди в оксиде:

   \[ m_{Cu} = 0,15 \cdot m_{sample} \]

   Масса меди в оксиде находится тоже по количеству, так как в 1 моль оксида меди(II) 1 моль меди:

   Для нахождения массы образца используем:

   \[ 174,2 = 0,15 \cdot m_{sample} \]

   Отсюда:

   \[ m_{sample} = \frac{174,2}{0,15} \approx 1161,3 \text{ г} \]

Ответ:

Масса образца оксида меди(II) составила 1161,3 г.

Задача 2: Определение массы полученной соли

При пропускании смеси газов через избыток гидроксида кальция получается карбонат кальция (CaCO₃). Углекислый газ (CO₂) реагирует с гидроксидом кальция:

\[ Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O \]

1. Определим количество CO₂ в газовой смеси:

   Объем смеси 5,6 л, из которых 20% не прореагировало. Это значит, что 80% смеси — это газ, который успел среагировать. Следовательно:

   Объем CO₂, который отреагировал:

   \[ V_{CO_2} = 5,6 \, \text{л} \cdot 0,8 = 4,48 \, \text{л} \]

   При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Найдем количество моль CO₂:

   \[ n_{CO_2} = \frac{4,48 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,2 \, \text{моль} \]

2. Определим массу полученного карбоната кальция:

   Молярная масса CaCO₃:

   • Ca: 40 г/моль
   • C: 12 г/моль
   • O (3 × 16): 48 г/моль
   • \( M_{CaCO₃} = 40 + 12 + 48 = 100 \) г/моль

   Масса CaCO₃:

   \[ m_{CaCO₃} = n_{CO_2} \cdot M_{CaCO₃} = 0,2 \cdot 100 = 20 \, \text{г} \]

Ответ:

Масса полученной соли составила 20 г.