Номер 2.43, страница 50, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.43. Сероводород объемом 5 л (н. у.), содержащий 2% примеси, пропустили через раствор сульфата меди(II). Вычислите, какое вещество выпало в осадок. Определите массу и количество вещества образовавшегося осадка.

Дано:

$V_{смеси}(H_2S) = 5$ л

$\omega(примесей) = 2\% = 0.02$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

Вещество-осадок - ?

$n(осадка)$ - ?

$m(осадка)$ - ?

Решение:

Запишем уравнение реакции взаимодействия сероводорода с раствором сульфата меди(II):

$H_2S + CuSO_4 \rightarrow CuS \downarrow + H_2SO_4$

Какое вещество выпало в осадок

В ходе реакции обмена образуется сульфид меди(II) ($CuS$), который, согласно таблице растворимости, является нерастворимым в воде веществом и выпадает в виде черного осадка.

Ответ: в осадок выпал сульфид меди(II) ($CuS$).

Определите массу и количество вещества образовавшегося осадка

1. Найдем объем чистого сероводорода ($H_2S$), который прореагировал. Объемная доля примесей в газе составляет 2%, следовательно, объемная доля чистого $H_2S$ равна $100\% - 2\% = 98\%$.

$V(H_2S) = V_{смеси} \times (1 - \omega(примесей)) = 5 \text{ л} \times (1 - 0.02) = 4.9$ л

2. Рассчитаем количество вещества сероводорода. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ равен 22.4 л/моль.

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{4.9 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.21875$ моль

3. Согласно уравнению реакции, количества веществ сероводорода и сульфида меди(II) соотносятся как 1:1 ($n(H_2S) : n(CuS) = 1:1$). Следовательно, количество вещества образовавшегося осадка $CuS$ равно:

$n(CuS) = n(H_2S) \approx 0.21875$ моль

4. Вычислим молярную массу сульфида меди(II) ($CuS$), используя относительные атомные массы элементов:

$M(CuS) = Ar(Cu) + Ar(S) = 64 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} = 96$ г/моль

5. Найдем массу осадка $CuS$, умножив количество вещества на молярную массу.

$m(CuS) = n(CuS) \times M(CuS) = 0.21875 \text{ моль} \times 96 \text{ г/моль} = 21$ г

Округляя количество вещества до двух значащих цифр (в соответствии с точностью данных в условии), получаем $n(CuS) \approx 0.22$ моль.

Ответ: количество вещества осадка $n(CuS) \approx 0.22$ моль; масса осадка $m(CuS) = 21$ г.