Номер 33, страница 90 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 9. Углерод, кремний и их соединения - номер 33, страница 90.

Условие.

33. При нагревании малахита его зелёная окраска быстро меняется, и в пробирке остаётся вещество чёрного цвета. Запишите уравнение реакции разложения малахита. Рассчитайте объём газа (н. у.), выделившегося при разложении 13,32 г малахита.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса малахита $m((CuOH)_2CO_3) = 13,32$ г.

Найти:

Объём выделившегося газа (н. у.) $V(газа)$ — ?

Решение:

Малахит — это основный карбонат меди(II), имеющий химическую формулу $(CuOH)_2CO_3$ или $Cu_2(OH)_2CO_3$. Это вещество зелёного цвета.

При нагревании малахит разлагается. В результате реакции образуется оксид меди(II) ($CuO$) — вещество чёрного цвета, что соответствует условию задачи, а также выделяются два газообразных вещества — углекислый газ ($CO_2$) и водяной пар ($H_2O$).

Запишем уравнение реакции разложения малахита:
$(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2CuO + CO_2\uparrow + H_2O$

По условию задачи, необходимо рассчитать объём газа при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) вода находится в жидком состоянии, поэтому единственным газообразным продуктом реакции является углекислый газ ($CO_2$).

Расчет проведем по уравнению реакции:

1. Найдем молярную массу малахита $(CuOH)_2CO_3$. Используем относительные атомные массы: $A_r(Cu)=64$, $A_r(O)=16$, $A_r(H)=1$, $A_r(C)=12$.
$M((CuOH)_2CO_3) = 2 \cdot A_r(Cu) + 2 \cdot A_r(O) + 2 \cdot A_r(H) + A_r(C) + 3 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 64 + 2 \cdot 16 + 2 \cdot 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 128 + 32 + 2 + 12 + 48 = 222$ г/моль.

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) малахита в 13,32 г:
$n((CuOH)_2CO_3) = \frac{m}{M} = \frac{13,32 \text{ г}}{222 \text{ г/моль}} = 0,06$ моль.

3. По уравнению реакции, из 1 моль малахита образуется 1 моль углекислого газа. Следовательно, количество вещества углекислого газа равно количеству вещества разложившегося малахита:
$n(CO_2) = n((CuOH)_2CO_3) = 0,06$ моль.

4. Рассчитаем объём углекислого газа при нормальных условиях. Молярный объём газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.
$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0,06 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 1,344$ л.

Ответ: уравнение реакции разложения малахита: $(CuOH)_2CO_3 \xrightarrow{t} 2CuO + CO_2\uparrow + H_2O$. Объём выделившегося газа (углекислого газа) при нормальных условиях составляет 1,344 л.