1. Какая масса меди образуется, если к 2 граммам раствора сульфата меди (II) добавить 3 грамма железных стружек?

Скворец

48

1. Для решения данной задачи сначала необходимо выяснить реакционное соотношение между сульфатом меди (II) и железными стружками. В данном случае нам подходит следующее уравнение реакции:

\[CuSO_4 + Fe \rightarrow FeSO_4 + Cu\]

Согласно данному уравнению, одна молекула сульфата меди (II) реагирует с одной молекулой железа и образует молекулу сульфата железа и молекулу меди.

Далее нам необходимо определить количество вещества сульфата меди (II), которое содержится в 2 граммах раствора. Для этого воспользуемся формулой:

\[моль = \frac{масса}{молярная\ масса}\]

Молярная масса сульфата меди (II) равна \(159.61\ г/моль\). Подставляя значения, получаем:

\[моль\ сульфата\ меди\ (II) = \frac{2}{159.61} = 0.0125\ моль\]

Так как реакция между сульфатом меди (II) и железными стружками происходит в соотношении 1:1, то количество вещества железа, которое необходимо для полного превращения сульфата меди (II), также равно \(0.0125\ моль\).

Далее необходимо определить массу железа, соответствующую \(0.0125\ моль\). Для этого воспользуемся формулой:

\[масса = моль \times молярная\ масса\]

Молярная масса железа равна \(55.845\ г/моль\). Подставляя значения, получаем:

\[масса\ железа = 0.0125 \times 55.845 = 0.6981\ г\]

Таким образом, масса меди, которая образуется при реакции между 2 граммами раствора сульфата меди (II) и 3 граммами железных стружек, составляет \(0.6981\ г\).

2. Для решения данной задачи необходимо выяснить реакционное соотношение между азотом и водородом. В данном случае нам подходит следующее уравнение реакции:

\[N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3\]

Согласно данному уравнению, одна молекула азота реагирует с тремя молекулами водорода и образует две молекулы аммиака.

Далее нам необходимо определить количество вещества азота, которое содержится в 3 литрах газа. Для этого воспользуемся формулой:

\[моль = \frac{V}{V_m}\]

Где \(V\) - объем газа, \(V_m\) - молярный объем газа при нормальных условиях (равный \(22.4\ л/моль\)).

Подставляя значения, получаем:

\[моль\ азота = \frac{3}{22.4} \approx 0.134\ моль\]

Так как реакция между азотом и водородом происходит в соотношении 1:3, то количество вещества водорода, которое необходимо для полного превращения азота, равно \(0.134 \times 3 = 0.402\ моль\).

Далее необходимо определить объем аммиака, соответствующий \(0.402\ моль\). Так как каждые \(2\) молекулы аммиака соответствуют \(1\) молекуле азота, то объем аммиака будет равен:

\[объем\ аммиака = \frac{0.402}{2} \times V_m = \frac{0.402}{2} \times 22.4 = 4.5032\ л\]

Таким образом, объем аммиака, который образуется при реакции между 3 литрами азота и 10 литрами водорода, составляет \(4.5032\ л\).

3. Для решения данной задачи необходимо выяснить реакционное соотношение между гидроксидом натрия и хлоридом меди. В данном случае нам подходит следующее уравнение реакции:

\[2NaOH + CuCl_2 \rightarrow 2NaCl + Cu(OH)_2\]

Согласно данному уравнению, две молекулы гидроксида натрия реагируют с одной молекулой хлорида меди и образуют две молекулы хлорида натрия и одну молекулу гидроксида меди.

Далее нам необходимо определить количество вещества гидроксида натрия и хлорида меди. Для этого воспользуемся формулой:

\[моль = \frac{масса}{молярная\ масса}\]

Молярная масса гидроксида натрия равна \(39.997\ г/моль\), молярная масса хлорида меди равна \(134.45\ г/моль\). Подставляя значения, получаем:

\[моль\ гидроксида\ натрия = \frac{2}{39.997} = 0.05\ моль\]
\[моль\ хлорида\ меди = \frac{15}{134.45} = 0.1116\ моль\]

Так как реакция между гидроксидом натрия и хлоридом меди происходит в соотношении 2:1, то количество вещества гидроксида меди, которое образуется, равно половине количества вещества хлорида меди. Таким образом:

\[моль\ гидроксида\ меди = \frac{1}{2} \times 0.1116 = 0.0558\ моль\]

Далее необходимо определить массу гидроксида меди, соответствующую \(0.0558\ моль\). Для этого воспользуемся формулой:

\[масса = моль \times молярная\ масса\]

Молярная масса гидроксида меди равна \(97.56\ г/моль\). Подставляя значения, получаем:

\[масса\ гидроксида\ меди = 0.0558 \times 97.56 = 5.4397\ г\]

Таким образом, масса осадка, полученного при реакции 2 грамм гидроксида натрия и 15 граммов хлорида меди, составляет \(5.4397\ г\).