Бинарное соединение X является основным компонентом природного минерала, часто встречающегося в недрах Арктики. Для его получения юный химик Вася взял 70 г меди и 16 г серы и…
Бинарное соединение X является основным компонентом природного минерала, часто встречающегося в недрах Арктики. Для его получения юный химик Вася взял 70 г меди и 16 г серы и сплавлял их в течение длительного времени. 1. Установите формулу вещества X, если известно, что ион меди в его составе содержит 10 электронов на Зс!-ор6итали. Для её записи в ответе используйте латинские заглавные и строчные буквы и цифры, например. СаСОЗ или AI2(S04)3. 2. Рассчитайте массу образовавшегося вещества X. Ответ выразите в г с точностью до целых, единицы измерения указывать не нужно. При расчётах используйте целочисленные молярные массы.
Чтобы решить задачу, давайте разберем ее на части.
1. Установим формулу вещества X
Сначала определим, какие химические элементы представлены в задаче. У нас есть медь (Cu) и сера (S).
Определение валентности меди
Согласно условию задачи, медь (Cu) имеет 10 электронов на внешнем уровне, что указывает на валентность +1. Это значит, что ион меди в веществе X будет представлен как \(Cu^+\).
Определение валентности серы
Сера (S) в соединениях обычно имеет валентность -2, что означает, что сера образует ион \(S^{2-}\).
Составляющие формулы
Чтобы составить формулу бинарного соединения, нам нужно учесть, насколько будет происходить соединение. Поскольку у нас медь с валентностью +1 и сера с валентностью -2, нам потребуется 2 иона меди на 1 ион серы. Таким образом, формула вещества X будет:
\[ \text{Cu}_2\text{S} \]
2. Рассчитаем массу образовавшегося вещества X
Теперь перейдем к расчету массы образованного вещества. Для этого нам нужно знать молярные массы компонентов:
- Молярная масса меди (Cu) ≈ 63 г/моль
- Молярная масса серы (S) ≈ 32 г/моль
Вычисление по формуле
Формула вещества: \(\text{Cu}_2\text{S}\)
Теперь рассчитаем молярную массу вещества X:
\[ \text{ММ}(\text{Cu}_2\text{S}) = 2 \cdot \text{ММ}(\text{Cu}) + \text{ММ}(\text{S}) = 2 \cdot 63 + 32 = 126 + 32 = 158 \, \text{г/моль} \]
Так как Вася использовал 70 г меди и 16 г серы, мы проверим, какой из компонентов является лимитирующим.
Рассчитаем количество каждого компонента
Количество меди: \[ n(\text{Cu}) = \frac{70 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} \approx 1.11 \, \text{моль} \]
Количество серы: \[ n(\text{S}) = \frac{16 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} \]
Определим лимитирующий реагент
Для соединения \(\text{Cu}_2\text{S}\) требуется 2 моль меди на 1 моль серы. А если у нас 1.11 моль меди, то максимальное количество серы, которое мы можем использовать, составит:
\[ \frac{1.11}{2} = 0.555 \, \text{моль} \]
Так как у нас есть только 0.5 моль серы, то именно сера является лимитирующим реагентом.
Теперь определим массу полученного вещества
Из 0.5 моль серы будет образовано 0.5 моль \(\text{Cu}_2\text{S}\):
\[ \text{Масса (X)} = n(\text{X}) \cdot \text{ММ}(\text{Cu}_2\text{S}) = 0.5 \cdot 158 = 79 \, \text{г} \]
Итоги
- Формула вещества X: Cu₂S
- Масса образовавшегося вещества X: 79 г
