Номер 8-11, страница 97 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-11. Вычислите массу и объем (н.у.) водорода, необходимого для восстановления 16 г меди из оксида меди(II). Рассчитайте массу оксида меди, который потребуется для реакции.

Дано:

$m(\text{Cu}) = 16 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{H}_2) - ?$

$V(\text{H}_2) \text{ (н.у.)} - ?$

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

Решение:

Для решения задачи сначала необходимо выполнить общие расчеты, основанные на уравнении реакции.

1. Составляем уравнение реакции восстановления меди из оксида меди(II) водородом:

$\text{CuO} + \text{H}_2 \xrightarrow{t} \text{Cu} + \text{H}_2\text{O}$

Уравнение сбалансировано. Из него следует, что вещества реагируют в мольном соотношении 1:1:1.

2. Рассчитываем молярные массы веществ, используя округленные атомные массы: $Ar(\text{Cu})=64$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{H})=1$.

Молярная масса меди: $M(\text{Cu}) = 64 \text{ г/моль}$.

Молярная масса водорода: $M(\text{H}_2) = 2 \times 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Молярная масса оксида меди(II): $M(\text{CuO}) = 64 + 16 = 80 \text{ г/моль}$.

3. Находим количество вещества (моль) меди, которую нужно получить:

$n(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{M(\text{Cu})} = \frac{16 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0.25 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определяем количество вещества реагентов:

$n(\text{H}_2) = n(\text{Cu}) = 0.25 \text{ моль}$

$n(\text{CuO}) = n(\text{Cu}) = 0.25 \text{ моль}$

Теперь, имея эти данные, можно рассчитать требуемые величины.

Вычислите массу и объем (н.у.) водорода, необходимого для восстановления 16 г меди из оксида меди(II).

Зная количество вещества водорода ($n(\text{H}_2) = 0.25 \text{ моль}$), находим его массу:

$m(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times M(\text{H}_2) = 0.25 \text{ моль} \times 2 \text{ г/моль} = 0.5 \text{ г}$

Объем водорода при нормальных условиях (н.у.) рассчитывается с использованием молярного объема газов ($V_m = 22.4 \text{ л/моль}$):

$V(\text{H}_2) = n(\text{H}_2) \times V_m = 0.25 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 5.6 \text{ л}$

Ответ: для реакции необходима масса водорода 0.5 г, что при нормальных условиях составляет объем 5.6 л.

Рассчитайте массу оксида меди, который потребуется для реакции.

Зная количество вещества оксида меди(II) ($n(\text{CuO}) = 0.25 \text{ моль}$), находим его массу:

$m(\text{CuO}) = n(\text{CuO}) \times M(\text{CuO}) = 0.25 \text{ моль} \times 80 \text{ г/моль} = 20 \text{ г}$

Ответ: для реакции потребуется 20 г оксида меди(II).