Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения массы и уравнения химических реакций. Начнем с того, что определим, что у нас есть – сульфат меди (II).
1. Определение химической формулы:
Сульфат меди (II) имеет формулу ( \text{CuSO}_4 ). Теперь мы найдем число молей сульфата меди (II) в 16 г.
Молярная масса сульфата меди (II):
Формула сульфата меди (II):
- Молярная масса меди (Cu): ( 63.5 , \text{г/моль} )
- Молярная масса серы (S): ( 32.1 , \text{г/моль} )
- Молярная масса кислорода (O): ( 16.0 , \text{г/моль} \times 4 = 64.0 , \text{г/моль} )
Теперь сложим массы:
[
\text{ММ (CuSO}_4) = 63.5 + 32.1 + 64.0 = 159.6 , \text{г/моль}
]
2. Находим количество молей CuSO₄ в 16 г:
Предположим, что у нас 16 г сульфата меди (II):
[
n = \frac{m}{M} = \frac{16 , \text{г}}{159.6 , \text{г/моль}} \approx 0.100 , \text{моль}
]
3. Реакция с алюминием:
Теперь мы рассмотрим, какая химическая реакция происходит, когда мы добавляем алюминий (Al) к раствору сульфата меди (II).
Реакция идет по следующему уравнению:
[
\text{3 CuSO}_4 + 2 \text{Al} \rightarrow 3 \text{Cu} + \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3
]
4. Определение количества меди (Cu):
По уравнению реакции видно, что 3 моля сульфата меди (II) дают 3 моля меди (Cu). Таким образом, из 0.100 моль сульфата меди (II) мы получим 0.100 моль меди.
5. Находим массу меди:
Теперь мы можем найти массу меди:
- Молярная масса меди (Cu): ( 63.5 , \text{г/моль} )
[
m = n \times M = 0.100 , \text{моль} \times 63.5 , \text{г/моль} = 6.35 , \text{г}
]
6. Итог:
- Масса меди, которая может быть получена: 6.35 г.
7. Уравнения реакции:
Молекулярное уравнение:
[
\text{3 CuSO}_4 + 2 \text{Al} \rightarrow 3 \text{Cu} + \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3
]
Ионное уравнение:
Этот процесс также можно описать в виде ионного уравнения, где катионы меди восстанавливаются алюминием:
[
\text{3 Cu}^{2+} + 2 \text{Al} \rightarrow 3 \text{Cu} + \text{2 Al}^{3+}
]
Эти уравнения показывают, как в реакции сульфат меди (II) преобразуется в медь с помощью алюминия.
