Давайте решим обе задачи по порядку.
Задача 1
Сформулируем задачу:
Нам нужно найти массу фосфора (P), необходимую для получения 71 г оксида фосфора (P2O5).
Шаг 1: Записываем химическую реакцию.
Оксид фосфора(V) (P2O5) можно получить из фосфора (P) и кислорода (O2) по следующей реакции:
[ 4P + 5O2 \rightarrow 2P2O5 ]
Шаг 2: Определяем молярные массы.
- Молярная масса фосфора (P) = 31 г/моль
- Молярная масса оксида фосфора (P2O5) = (2 × 31) + (5 × 16) = 62 + 80 = 142 г/моль
Шаг 3: Вычисляем количество молей P2O5, которые получим.
Для 71 г P2O5:
[ n(P2O5) = \frac{m(P2O5)}{M(P2O5)} = \frac{71 , г}{142 , г/моль} \approx 0.5 , моль ]
Шаг 4: Находим количество молей фосфора (P), необходимое для реакции.
По уравнению реакции:
- 2 моля P образуют 1 моль P2O5.
Поэтому для 0.5 моль P2O5 нам нужно:
[ n(P) = 2 \times n(P2O5) = 2 \times 0.5 , моль = 1 , моль ]
Шаг 5: Рассчитываем массу фосфора (P).
Масса фосфора:
[ m(P) = n(P) \times M(P) = 1 , моль \times 31 , г/моль = 31 , г ]
Ответ:
Для получения 71 г оксида фосфора (P2O5) необходимо 31 г фосфора (P).
Задача 2
Сформулируем задачу:
Нам нужно найти объем водорода (H2), необходимый для восстановления меди из 40 г оксида меди (CuO), содержащего 25% примесей.
Шаг 1: Определяем массу чистого оксида меди.
Если 40 г CuO содержат 25% примесей, то масса чистого CuO:
[ m(CuO) = 40 , г \times (1 - 0.25) = 40 , г \times 0.75 = 30 , г ]
Шаг 2: Записываем химическую реакцию.
Восстановление CuO водородом происходит по следующей реакции:
[ CuO + H2 \rightarrow Cu + H2O ]
Шаг 3: Определяем молярные массы.
- Молярная масса меди (Cu) = 63.5 г/моль
- Молярная масса оксида меди (CuO) = 63.5 + 16 = 79.5 г/моль
Шаг 4: Находим количество молей CuO.
[ n(CuO) = \frac{m(CuO)}{M(CuO)} = \frac{30 , г}{79.5 , г/моль} \approx 0.377 , моль ]
Шаг 5: Определяем количество молей водорода (H2), необходимое для реакции.
По уравнению реакции:
- 1 моль CuO требует 1 моль H2, значит для 0.377 моль CuO потребуется 0.377 моль H2.
Шаг 6: Рассчитываем объем водорода (H2) при нормальных условиях.
Используем формулу:
[ V = n \times V_m ]
где ( V_m ) (молярный объем газа при н.у.) = 22.4 л/моль.
[ V(H2) = n(H2) \times 22.4 , л/моль = 0.377 , моль \times 22.4 , л/моль \approx 8.45 , литра ]
Ответ:
Для восстановления меди из 40 г оксида меди (30 г чистого CuO) необходимо примерно 8.45 л водорода (H2) при нормальных условиях.
