Чтобы вычислить объём водорода, необходимого для взаимодействия с оксидом меди(II) массой 160 г, содержащим 20% примесей, давайте сначала определим чистую массу оксида меди(II).
Вычислим массу чистого оксида меди(II):
- Масса примесей = 20% от 160 г = 0,2 × 160 г = 32 г.
- Чистая масса оксида меди(II) = 160 г - 32 г = 128 г.
Теперь найдем количество вещества оксида меди(II). Молярная масса CuO (оксида меди(II)) равна:
- Молярная масса Cu (медь) = 63,5 г/моль,
- Молярная масса O (кислород) = 16 г/моль,
- Следовательно, молярная масса CuO = 63,5 г/моль + 16 г/моль = 79,5 г/моль.
Вычислим количество вещества CuO:
- n(CuO) = масса / молярная масса = 128 г / 79,5 г/моль ≈ 1,61 моль.
Теперь рассмотрим реакцию между водородом и оксидом меди(II): \[ CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O. \] В данной реакции 1 моль CuO реагирует с 1 моль H₂. Следовательно, для 1,61 моль CuO потребуется такое же количество водорода:
- n(H₂) = n(CuO) = 1,61 моль.
Чтобы найти объём водорода, воспользуемся густотой газа и уравнением состоянияIdeal gas:
- При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объём 22,4 л.
- Объём водорода = n(H₂) × 22,4 л/моль = 1,61 моль × 22,4 л/моль ≈ 36,06 л.
Таким образом, для взаимодействия с 160 г оксида меди(II), содержащего 20% примесей, потребуется приблизительно 36,06 литров водорода.
