Номер 3.19, страница 57, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.19. Вычислите массу и количество вещества $Cu$, которую можно получить взаимодействием $Mg$ с 200 г 40%-ного раствора $CuSO_4$.

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(\text{CuSO}_4) = 200 \text{ г}$

$\omega(\text{CuSO}_4) = 40\% = 0.4$

$m_{\text{р-ра}}(\text{CuSO}_4) = 200 \text{ г} = 0.2 \text{ кг}$

Найти:

$m(\text{Cu}) - ?$

$n(\text{Cu}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. Магний является более активным металлом, чем медь, поэтому он вытесняет медь из раствора её соли (сульфата меди(II)):

$\text{Mg} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{Cu}$

Из уравнения видно, что все вещества реагируют в соотношении 1:1:1:1.

2. Сначала определим массу чистого сульфата меди(II), содержащегося в 200 г 40%-ного раствора. Для этого используем формулу массовой доли вещества:

$m(\text{вещества}) = m(\text{раствора}) \times \omega(\text{вещества})$

$m(\text{CuSO}_4) = m_{\text{р-ра}}(\text{CuSO}_4) \times \omega(\text{CuSO}_4) = 200 \text{ г} \times 0.40 = 80 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы сульфата меди(II) и меди. Используем относительные атомные массы: $Ar(\text{Cu})=64$, $Ar(\text{S})=32$, $Ar(\text{O})=16$.

$M(\text{CuSO}_4) = 64 + 32 + 4 \times 16 = 160 \text{ г/моль}$

$M(\text{Cu}) = 64 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) сульфата меди(II) в 80 г:

$n(\text{CuSO}_4) = \frac{m(\text{CuSO}_4)}{M(\text{CuSO}_4)} = \frac{80 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции, из 1 моль $\text{CuSO}_4$ образуется 1 моль $\text{Cu}$. Следовательно, количество вещества меди, которое можно получить, равно количеству вещества прореагировавшего сульфата меди(II):

$n(\text{Cu}) = n(\text{CuSO}_4) = 0.5 \text{ моль}$

Это первая часть ответа.

6. Теперь, зная количество вещества меди, мы можем вычислить её массу:

$m(\text{Cu}) = n(\text{Cu}) \times M(\text{Cu}) = 0.5 \text{ моль} \times 64 \text{ г/моль} = 32 \text{ г}$

Это вторая часть ответа.

Ответ: масса меди $m(\text{Cu}) = 32 \text{ г}$; количество вещества меди $n(\text{Cu}) = 0.5 \text{ моль}$.