Чтобы решить эту задачу, нам нужно проанализировать реакцию между оксидом меди (II) и серной кислотой, в результате которой образуется сульфат меди (II). Начнем с записи уравнения реакции.
1. Записываем уравнение реакции
Реакция между оксидом меди (II) (CuO) и серной кислотой (H₂SO₄) выглядит следующим образом:
\[ \text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
2. Молярные массы реагентов
Теперь найдем молярные массы веществ, участвующих в реакции:
Молярная масса оксида меди (CuO):
- Cu: 63.55 г/моль
- O: 16.00 г/моль
- \( M_{\text{CuO}} = 63.55 + 16.00 = 79.55 \, \text{г/моль} \)
Молярная масса сульфата меди (CuSO₄):
- Cu: 63.55 г/моль
- S: 32.07 г/моль
- O: 16.00 г/моль (4 кислорода)
- \( M_{\text{CuSO}_4} = 63.55 + 32.07 + (16.00 \times 4) = 63.55 + 32.07 + 64.00 = 159.62 \, \text{г/моль} \)
3. Находим количество вещества сульфата меди
Мы знаем, что в реакции образовалось 40 г сульфата меди (II). Используем его массу для нахождения количества вещества:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( m = 40 \, \text{г} \) (масса сульфата меди),
- \( M = 159.62 \, \text{г/моль} \) (молярная масса сульфата меди).
Вставляем значения:
\[ n_{\text{CuSO}_4} = \frac{40}{159.62} \approx 0.250 \, \text{моль} \]
4. Находим количество вещества оксида меди
Согласно уравнению реакции, на 1 моль оксида меди (CuO) образуется 1 моль сульфата меди (CuSO₄). Это значит, что количество вещества оксида меди равно количеству вещества сульфата меди:
\[ n_{\text{CuO}} = n_{\text{CuSO}_4} \approx 0.250 \, \text{моль} \]
5. Находим массу оксида меди
Теперь найдем массу оксида меди, исходя из количества вещества:
\[ m = n \cdot M \]
где:
- \( n = 0.250 \, \text{моль} \),
- \( M_{\text{CuO}} = 79.55 \, \text{г/моль} \).
Подставляем значения:
\[ m_{\text{CuO}} = 0.250 \cdot 79.55 \approx 19.89 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, масса оксида меди (II), вступившего в реакцию, составляет примерно 19.89 г, а количество вещества — 0.250 моль.