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
