Газ, выделившийся при взаимодействии 10,8 г алюминия с 160 г 5%-ного раствора гидроксида натрия, пропущен при нагревании над порошком оксида меди (II) массой 40 г. Определите…

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть процесс взаимодействия алюминия с гидроксидом натрия, а затем выяснить, сколько газа (водорода) выделяется в результате этой реакции. Затем мы определим, сколько металла (меди) образуется при нагревании водорода над оксидом меди (II).

Шаг 1: Реакция алюминия с гидроксидом натрия

1. Уравнение реакции: Реакция алюминия с раствором гидроксида натрия (NaOH) записывается следующим образом:

   \[ 2 \text{Al} + 2 \text{NaOH} + 6 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaAl(OH)}_4 + 3 \text{H}_2 \]

   В результате реакции выделяется водород (\( \text{H}_2 \)).

2. Молярная масса алюминия (Al): Молярная масса алюминия примерно 27 г/моль.

3. Количество алюминия: Посчитаем, сколько молей алюминия у нас есть:

   \[ n(\text{Al}) = \frac{m}{M} = \frac{10,8 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} \approx 0,4 \text{ моль} \]

4. Выделение водорода: Согласно уравнению реакции, из 2 моль Al выделяется 3 моль \( \text{H}_2 \). Следовательно, из 0,4 моль Al мы можем получить:

   \[ n(\text{H}_2) = 0,4 \text{ моль Al} \times \frac{3 \text{ моль } \text{H}_2}{2 \text{ моль Al}} = 0,6 \text{ моль } \text{H}_2 \]

Шаг 2: Превращение водорода в металл

Теперь, когда мы получили водород, он будет реагировать с оксидом меди (CuO).

1. Уравнение реакции с оксидом меди (II):

   \[ \text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \]

   Каждая моль водорода снижает одну моль оксида меди до меди.

2. Молярная масса CuO:

   Молярная масса CuO приблизительно 80 г/моль (молярная масса меди — 63,5 г/моль, кислорода — 16 г/моль).

3. Количество CuO:

   Определим, сколько молей CuO у нас есть:

   \[ n(\text{CuO}) = \frac{m}{M} = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль} \]

4. Выделение меди:

   Поскольку в этой реакции на 1 моль водорода требуется 1 моль оксида меди, мы рассматриваем, сколько меди выделится:

   • У нас есть 0,6 моль водорода, но только 0,5 моль CuO, следовательно, количество меди, которое образуется, будет ограничено количеством CuO.

   \[ n(\text{Cu}) = n(\text{CuO}) = 0,5 \text{ моль} \]

5. Масса меди:

   Найдем массу образовавшейся меди (молярная масса меди примерно 63,5 г/моль):

   \[ m(\text{Cu}) = n \cdot M = 0,5 \text{ моль} \times 63,5 \text{ г/моль} = 31,75 \text{ г} \]

Ответ:

Таким образом, масса образовавшегося металла (меди) составляет 31,75 г.