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 массу образовавшегося металла.
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**.
