Рассчитайте массу меди, которая образуется из ее оксида массой 32 г, в результате восстановления аммиаком, если исходный оксид содержит 9% примесей
Для решения этой задачи нам нужно сначала определить, сколько чистого оксида меди находится в образце массой 32 г, а затем, зная состав оксида, рассчитать массу меди, которая образуется в результате восстановления.
Определение массы чистого оксида меди: Если исходный оксид содержит 9% примесей, это значит, что 91% массы являются чистым оксидом меди. Мы можем рассчитать массу чистого оксида следующим образом:
\[ \text{масса Чистого Оксида} = 32 \, \text{г} \times (1 - 0,09) = 32 \, \text{г} \times 0,91 = 29,12 \, \text{г} \]
Определение состава оксида меди: Предположим, что используемый оксид меди – это оксид меди(I) (Cu₂O) или оксид меди(II) (CuO). Обычно в таких задачах используется CuO, так как его легче восстановить аммиаком. Оксид меди(II) имеет формулу CuO, где на 1 моль меди (63,5 г) приходится 16 г кислорода (поэтому молекулярная масса CuO = 79,5 г/моль).
Расчет количества оксида меди: Мы определим, сколько молей CuO содержится в 29,12 г:
\[ n = \frac{\text{масса CuO}}{\text{молярная масса CuO}} = \frac{29,12 \, \text{г}}{79,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,366 \, \text{моль} \]
Проведение реакции восстановления: Процесс восстановления CuO аммиаком выглядит так:
\[ 3 \, \text{CuO} + 2 \, \text{NH}_3 \rightarrow 3 \, \text{Cu} + 3 \, \text{H}_2O + N_2 \]
Из уравнения видно, что на 3 моль CuO получается 3 моль Cu. Следовательно, количество меди, получаемое из 0,366 моль CuO, будет равным:
\[ n_{\text{Cu}} = n_{\text{CuO}} = 0,366 \, \text{моль} \]
Расчет массы меди: Умножим молекулярную массу меди (63,5 г/моль) на количество получаемой меди:
\[ \text{масса Cu} = n_{\text{Cu}} \times 63,5 \, \text{г/моль} = 0,366 \, \text{моль} \times 63,5 \, \text{г/моль} \approx 23,25 \, \text{г} \]
Таким образом, масса меди, образующаяся из оксида массой 32 г с 9% примесей, составляет примерно 23,25 г.
