Номер 2.52, страница 51, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.52. Количество вещества сульфата меди(II), образующегося при взаимодействии серной кислоты с $25 \text{ г}$ оксида меди(II), содержащего примесь металлической меди (массовая доля меди в смеси $20\%$), составляет

1) $0,25 \text{ моль}$

2) $0,150 \text{ моль}$

3) $0,175 \text{ моль}$

4) $0,200 \text{ моль}$

Дано:

$m(смеси) = 25 \, г$
$\omega(Cu) = 20\% = 0,2$

Найти:

$n(CuSO_4) - ?$

Решение:

В данной задаче серная кислота ($H_2SO_4$) взаимодействует со смесью, состоящей из оксида меди(II) ($CuO$) и металлической меди ($Cu$).

Разбавленная серная кислота реагирует с оксидом меди(II), который является основным оксидом, но не реагирует с металлической медью, так как медь стоит в ряду активности металлов после водорода. Поэтому сульфат меди(II) образуется только в результате реакции с оксидом меди(II).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$

1. Найдем массу чистого оксида меди(II) в смеси. Сначала определим его массовую долю. Массовая доля примесей (меди) составляет 20%, следовательно, массовая доля оксида меди(II) равна:

$\omega(CuO) = 100\% - \omega(Cu) = 100\% - 20\% = 80\%$ или $0,8$

2. Теперь рассчитаем массу оксида меди(II) в 25 г смеси:

$m(CuO) = m(смеси) \cdot \omega(CuO) = 25 \, г \cdot 0,8 = 20 \, г$

3. Вычислим молярную массу оксида меди(II) ($CuO$). Используем относительные атомные массы из периодической таблицы: $Ar(Cu) \approx 64$, $Ar(O) = 16$.

$M(CuO) = Ar(Cu) + Ar(O) = 64 + 16 = 80 \, г/моль$

4. Найдем количество вещества (число моль) оксида меди(II), вступившего в реакцию:

$n(CuO) = \frac{m(CuO)}{M(CuO)} = \frac{20 \, г}{80 \, г/моль} = 0,25 \, моль$

5. Согласно уравнению реакции, стехиометрические коэффициенты перед $CuO$ и $CuSO_4$ равны 1. Это означает, что количество вещества реагента и продукта находятся в соотношении 1:1.

$n(CuSO_4) = n(CuO)$

Следовательно, количество вещества образующегося сульфата меди(II) составляет:

$n(CuSO_4) = 0,25 \, моль$

Этот результат соответствует варианту ответа 1).

Ответ: 0,25 моль.