Номер 2-32, страница 28 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

2-32. Какую массу меди надо взять, чтобы получить 16 г оксида меди(II)? Какая масса кислорода потребуется для этой реакции?

Дано:

Масса оксида меди(II) $m(\text{CuO}) = 16 \text{ г}$

Перевод в систему СИ (хотя для химических расчетов удобнее использовать граммы):

$m(\text{CuO}) = 0.016 \text{ кг}$

Найти:

Массу меди $m(\text{Cu}) - ?$

Массу кислорода $m(\text{O}_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции окисления меди кислородом с образованием оксида меди(II):

$2\text{Cu} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CuO}$

2. Рассчитаем молярные массы участвующих в реакции веществ, используя округленные значения относительных атомных масс из периодической таблицы химических элементов: $Ar(\text{Cu}) \approx 64$, $Ar(\text{O}) \approx 16$.

• Молярная масса меди: $M(\text{Cu}) = 64 \text{ г/моль}$
• Молярная масса кислорода: $M(\text{O}_2) = 2 \cdot Ar(\text{O}) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$
• Молярная масса оксида меди(II): $M(\text{CuO}) = Ar(\text{Cu}) + Ar(\text{O}) = 64 + 16 = 80 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) оксида меди(II), масса которого нам известна, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(\text{CuO}) = \frac{m(\text{CuO})}{M(\text{CuO})} = \frac{16 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение реагентов и продукта составляет:

$n(\text{Cu}) : n(\text{O}_2) : n(\text{CuO}) = 2 : 1 : 2$

Из этого соотношения видно, что количество вещества меди равно количеству вещества оксида меди(II), а количество вещества кислорода в два раза меньше.

$n(\text{Cu}) = n(\text{CuO}) = 0.2 \text{ моль}$

$n(\text{O}_2) = \frac{1}{2} n(\text{CuO}) = \frac{1}{2} \cdot 0.2 \text{ моль} = 0.1 \text{ моль}$

5. Зная количество вещества меди и кислорода, вычислим их массы по формуле $m = n \cdot M$:

Масса необходимой меди:

$m(\text{Cu}) = n(\text{Cu}) \cdot M(\text{Cu}) = 0.2 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 12.8 \text{ г}$

Масса необходимого кислорода:

$m(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \cdot M(\text{O}_2) = 0.1 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 3.2 \text{ г}$

Для проверки можно воспользоваться законом сохранения массы: масса вступивших в реакцию веществ должна равняться массе образовавшихся веществ.

$m(\text{Cu}) + m(\text{O}_2) = 12.8 \text{ г} + 3.2 \text{ г} = 16 \text{ г}$, что равно заданной массе $m(\text{CuO})$.

Ответ: для получения 16 г оксида меди(II) необходимо взять 12.8 г меди, при этом потребуется 3.2 г кислорода.