Номер 4, страница 186 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

4. Определите объём водорода (н. у.), который потребуется для замещения всей меди из 640 мг образца оксида меди (II), содержащего 25% примесей.

Дано:

$m_{\text{образца}} = 640 \text{ мг} = 0.64 \text{ г}$

$\omega_{\text{примесей}} = 25\% = 0.25$

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Первым шагом определим массу чистого оксида меди (II) в предоставленном образце. Если массовая доля примесей составляет 25%, то массовая доля чистого вещества $CuO$ равна:

$\omega(CuO) = 100\% - \omega_{\text{примесей}} = 100\% - 25\% = 75\% = 0.75$

2. Теперь можем рассчитать массу чистого оксида меди (II), который будет участвовать в реакции:

$m(CuO) = m_{\text{образца}} \times \omega(CuO) = 0.64 \text{ г} \times 0.75 = 0.48 \text{ г}$

3. Составим уравнение химической реакции замещения меди из оксида меди (II) водородом. Водород восстанавливает медь из ее оксида, образуя металлическую медь и воду:

$CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$

4. Согласно уравнению реакции, оксид меди (II) и водород реагируют в мольном соотношении 1:1. Это означает, что для реакции потребуется одинаковое количество вещества водорода и оксида меди (II):

$n(H_2) = n(CuO)$

5. Рассчитаем молярную массу оксида меди (II), используя относительные атомные массы меди $(Cu)$ и кислорода $(O)$ из периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева ($Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(O) \approx 16$):

$M(CuO) = Ar(Cu) + Ar(O) = 64 \text{ г/мол} + 16 \text{ г/мол} = 80 \text{ г/мол}$

6. Найдем количество вещества (число молей) чистого оксида меди (II) в 0.48 г:

$n(CuO) = \frac{m(CuO)}{M(CuO)} = \frac{0.48 \text{ г}}{80 \text{ г/мол}} = 0.006 \text{ мол}$

7. Так как $n(H_2) = n(CuO)$, количество вещества водорода, необходимого для реакции, также равно 0.006 моль.

8. Объем газа при нормальных условиях (н. у.) можно рассчитать, используя молярный объем газа $V_m$, который при н. у. составляет 22,4 л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 0.006 \text{ мол} \times 22.4 \text{ л/мол} = 0.1344 \text{ л}$

При необходимости можно перевести объем в миллилитры: $0.1344 \text{ л} = 134.4 \text{ мл}$.

Ответ: объем водорода (н. у.), который потребуется для замещения всей меди, составляет 0,1344 л (или 134,4 мл).