Для решения задачи нам нужно определить массовую долю меди в смеси меди и оксида меди, основываясь на реакции, происходящей при взаимодействии с разбавленной серной кислотой.
Шаг 1: Понимание реакции
При взаимодействии оксида меди (CuO) с разбавленной серной кислотой (H₂SO₄) происходит реакция, в результате которой образуется растворимый сульфат меди (CuSO₄) и вода (H₂O). Вот что происходит:
[
\text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O}
]
Шаг 2: Расчет массы воды
Из условия задачи нам известно, что масса образовавшейся воды составляет 3,6 г. Мы знаем, что 1 моль воды (H₂O) имеет массу 18 г. Определим количество молей воды:
[
n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m}{M} = \frac{3,6 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определение массы оксида меди
По уравнению реакции видно, что 1 моль оксида меди реагирует с 1 моль серной кислоты и образует 1 моль воды.
Следовательно, количество молей оксида меди, участвовавшего в реакции, также равно 0,2 моль. Масса оксида меди:
[
M(\text{CuO}) = 63,5 \text{ (Cu)} + 16 \text{ (O)} = 79,5 \text{ г/моль}
]
Теперь вычислим массу оксида меди:
[
m(\text{CuO}) = n(\text{CuO}) \cdot M(\text{CuO}) = 0,2 \text{ моль} \cdot 79,5 \text{ г/моль} = 15,9 \text{ г}
]
Шаг 4: Определение массы меди в смеси
Теперь нам нужно найти массу меди в смеси. Поскольку в данной смеси также содержится медь (Cu), то мы можем определить массу меди следующим образом:
Общая масса смеси составляет 20 г. Из нее 15,9 г - это масса оксида меди (CuO), тогда масса чистой меди (Cu) в смеси будет:
[
m(\text{Cu}) = \text{Общая масса смеси} - m(\text{CuO}) = 20 \text{ г} - 15,9 \text{ г} = 4,1 \text{ г}
]
Шаг 5: Расчет массовой доли меди
Теперь рассчитаем массовую долю меди в смеси:
[
\text{Массовая доля меди} = \frac{m(\text{Cu})}{\text{Общая масса смеси}} \cdot 100% = \frac{4,1 \text{ г}}{20 \text{ г}} \cdot 100% = 20,5%
]
Заключение
Таким образом, массовая доля меди в смеси составляет 20,5%.
