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 понять, как решить данную задачу, давайте последовательно разберем каждый пункт.
Шаг 1: Определение формулы вещества X
Из условия задачи нам известны два элемента, которые образуют бинарное соединение: медь (Cu) и сера (S). Нам также дана информация о количестве каждого элемента:
- Масса меди (Cu) = 70 г
- Масса серы (S) = 16 г
1.1 Определение валентности меди
Указано, что ион меди содержит 10 электронов на внешнем слое. Это значит, что в ионе меди Cu^2+ (из-за того, что медь имеет валентность +2) будет 29 - 10 = 19 протонов (где 29 — атомный номер меди).
Следовательно, для соединения меди с серой, медь выступает с валентностью +2.
1.2 Определение валентности серы
Сера в бинарных соединениях (например, с меди) обычно имеет валентность -2. Это значит, что в соединении будет одно атомное количество меди на одно атомное количество серы при образовании соединения \( \text{Cu}_2\text{S} \).
Шаг 2: Нахождение отношения веществ
Теперь найдём количество молей каждого из веществ.
2.1 Молярные массы
- Молярная масса меди (Cu) = 63,5 г/моль
- Молярная масса серы (S) = 32 г/моль
2.2 Подсчет количества молей
Теперь рассчитываем количество молей меди и серы:
\[ n_{\text{Cu}} = \frac{70 \, \text{г}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 1,10 \, \text{моль} \] \[ n_{\text{S}} = \frac{16 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,50 \, \text{моль} \]
2.3 Определение соотношения
Видим, что из 2 моль меди требуется 1 моль серы:
- Для 1 моль серы требуется 2 моль меди.
Таким образом, любое из этих двух веществ будет определять формулу соединения. Из расчета:
- 1 моль серы соответствует 2 моль меди.
С учетом того, что у нас 1.10 моль меди, можно заключить, что весь медь будет задействован с серой. Следовательно, формула соединения будет \( \text{Cu}_2\text{S} \).
Шаг 3: Подсчет массы образовавшегося вещества X
Теперь нам нужно узнать массу соединения, образовавшегося из меди и серы.
3.1 Молярная масса соединения Cu2S
\[ M_{Cu_2S} = 2 \times 63.5 \, \text{г/моль} + 1 \times 32 \, \text{г/моль} = 127 + 32 = 159 \, \text{г/моль} \]
3.2 Количество образовавшегося вещества
Из 1 моль серы получится 1 моль \( \text{Cu}_2\text{S} \). Поскольку мы имеем 0.5 моль серы, у нас получится: \[ n_{Cu_2S} = n_S = 0.5 \, \text{моль} \]
3.3 Подсчет массы
\[ m = n \cdot M = 0.5 \, \text{моль} \cdot 159 \, \text{г/моль} = 79.5 \, \text{г} \]
Ответы
- Формула вещества X: Cu2S
- Масса образовавшегося вещества: 80 (округлено до целых).
Таким образом, окончательный ответ:
- Формула: Cu2S
- Масса: 80
