Номер 1, страница 39, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. Какой объем водорода (н. у.) потребуется для восстановления оксида меди (II), полученного при термическом разложении гидроксида меди (II) массой 19,6 г?

Ответ: 4,48 л.

1. Дано:

$m(Cu(OH)_2) = 19,6$ г

Найти:

$V(H_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

Процесс, описанный в задаче, состоит из двух последовательных химических реакций:

1. Термическое разложение гидроксида меди (II). При нагревании гидроксид меди (II) разлагается на оксид меди (II) и воду. Уравнение реакции:

$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} Cuo + H_2O$

2. Восстановление оксида меди (II) водородом. Оксид меди (II) реагирует с водородом при нагревании, в результате чего образуются металлическая медь и вода. Уравнение реакции:

$Cuo + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

Сначала проведем расчеты для первой реакции. Вычислим молярную массу гидроксида меди (II), используя округленные атомные массы элементов: $Ar(Cu) = 64$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(Cu(OH)_2) = Ar(Cu) + 2 \cdot (Ar(O) + Ar(H)) = 64 + 2 \cdot (16 + 1) = 98$ г/моль.

Теперь найдем количество вещества (число молей) гидроксида меди (II) в 19,6 г:

$\nu(Cu(OH)_2) = \frac{m(Cu(OH)_2)}{M(Cu(OH)_2)} = \frac{19,6 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль.

Из уравнения первой реакции видно, что из 1 моль $Cu(OH)_2$ образуется 1 моль $CuO$. Стехиометрические коэффициенты равны 1. Следовательно, количество вещества оксида меди (II) равно количеству вещества гидроксида меди (II):

$\nu(CuO) = \nu(Cu(OH)_2) = 0,2$ моль.

Далее, рассмотрим вторую реакцию. Весь полученный оксид меди (II) вступает в реакцию с водородом.

Из уравнения второй реакции видно, что для восстановления 1 моль $CuO$ требуется 1 моль $H_2$. Стехиометрические коэффициенты также равны 1. Значит, количество вещества водорода, необходимое для реакции, равно количеству вещества оксида меди (II):

$\nu(H_2) = \nu(CuO) = 0,2$ моль.

Наконец, вычислим объем водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(H_2) = \nu(H_2) \cdot V_m = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 4,48$ л.

Ответ: 4,48 л.