Сколько граммов оксида меди (CuO) образовались при взаимодействии меди с кислородом объемом 3 литрами?
Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения массы и знать уравнение реакции между медью (Cu) и кислородом (O₂).
Реакция, которая происходит между медью и кислородом, может быть записана следующим образом:
\[ 2Cu + O_2 → 2CuO \]
Это уравнение показывает, что два атома меди реагируют с одним молекулой кислорода, образуя два молекулы оксида меди (CuO).
Теперь давайте определим, сколько граммов оксида меди образуется из 3 литров кислорода. Для этого нам нужно:
- Найти количество молей кислорода в 3 литрах.
- Использовать соотношение из уравнения реакции для определения количества молей оксида меди.
- Перевести количество молей оксида меди в граммы.
Шаг 1: Определение количества молей кислорода.
Для газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Поэтому, чтобы найти количество молей O₂ в 3 литрах, используем формулу:
\[ n(O_2) = \frac{V_{O_2}}{V_{m}} \]
где \( V_{m} = 22.4 \) л/моль.
\[ n(O_2) = \frac{3 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.134 \, \text{моль} \]
Шаг 2: Определение количества молей оксида меди.
Согласно уравнению реакции, 1 моль O₂ образует 2 моля CuO. Таким образом, количество молей CuO можно найти следующим образом:
\[ n(CuO) = 2 \cdot n(O_2) \]
\[ n(CuO) = 2 \cdot 0.134 \approx 0.268 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Перевод в граммы.
Также необходимо знать молекулярную массу CuO. Она составляет:
- Cu: 63.55 г/моль
- O: 16.00 г/моль
Следовательно, молекулярная масса CuO:
\[ M(CuO) = 63.55 + 16.00 = 79.55 \, \text{г/моль} \]
Теперь пересчитаем массу оксида меди:
\[ m(CuO) = n(CuO) \cdot M(CuO) \]
\[ m(CuO) = 0.268 \, \text{моль} \cdot 79.55 \, \text{г/моль} \approx 21.34 \, \text{г} \]
Таким образом, при взаимодействии меди с кислородом объемом 3 литра образуется приблизительно 21.34 грамма оксида меди (CuO).
