Номер 8-69, страница 102 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-69. Навеску кристаллогидрата хлорида меди $CuCl_2 \cdot 2H_2O$ массой 51,3 г растворили в воде и добавили гидроксид натрия в стехиометрическом соотношении. Затем образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили. Вычислите массу образовавшегося после прокаливания вещества.

Дано:

$m(CuCl_2 \cdot 2H_2O) = 51,3 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{вещества после прокаливания}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнения реакций, которые протекают в ходе описанных процессов.
При добавлении гидроксида натрия к раствору хлорида меди(II) происходит реакция обмена, в результате которой выпадает осадок гидроксида меди(II):

$CuCl_2 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Образовавшийся осадок $Cu(OH)_2$ затем прокаливают. При нагревании гидроксид меди(II) разлагается на оксид меди(II) и воду:

$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

Следовательно, искомое вещество, образовавшееся после прокаливания, – это оксид меди(II), $CuO$.

2. Рассчитаем молярную массу кристаллогидрата хлорида меди(II), $CuCl_2 \cdot 2H_2O$. Используем относительные атомные массы: $Ar(Cu) \approx 63,5$, $Ar(Cl) \approx 35,5$, $Ar(H) \approx 1$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(CuCl_2 \cdot 2H_2O) = Ar(Cu) + 2 \cdot Ar(Cl) + 2 \cdot M(H_2O) = 63,5 + 2 \cdot 35,5 + 2 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 63,5 + 71 + 36 = 170,5 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) $CuCl_2 \cdot 2H_2O$ в исходной навеске.

$n(CuCl_2 \cdot 2H_2O) = \frac{m(CuCl_2 \cdot 2H_2O)}{M(CuCl_2 \cdot 2H_2O)} = \frac{51,3 \text{ г}}{170,5 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

4. Проследим стехиометрическую цепочку превращений меди.

При растворении из 1 моль $CuCl_2 \cdot 2H_2O$ образуется 1 моль $CuCl_2$.
Согласно первому уравнению реакции, из 1 моль $CuCl_2$ образуется 1 моль $Cu(OH)_2$.
Согласно второму уравнению, из 1 моль $Cu(OH)_2$ образуется 1 моль $CuO$.
Таким образом, количество вещества конечного продукта ($CuO$) равно количеству вещества исходного кристаллогидрата:

$n(CuO) = n(Cu(OH)_2) = n(CuCl_2) = n(CuCl_2 \cdot 2H_2O) = 0,3 \text{ моль}$

5. Рассчитаем молярную массу оксида меди(II), $CuO$.

$M(CuO) = Ar(Cu) + Ar(O) = 63,5 + 16 = 79,5 \text{ г/моль}$

6. Вычислим массу оксида меди(II), образовавшегося после прокаливания.

$m(CuO) = n(CuO) \cdot M(CuO) = 0,3 \text{ моль} \cdot 79,5 \text{ г/моль} = 23,85 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося после прокаливания вещества составляет 23,85 г.