Какова масса меди, которая образуется при реакции цинка массой 6,5 г с раствором медного купороса CuSO4 * 5H2O?

Рак

68

Чтобы решить эту задачу, нам нужно знать уравнение реакции между цинком и медным купоросом. Сначала давайте запишем это уравнение:

\[Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu\]

Уравнение показывает, что цинк реагирует с медным купоросом, образуя сульфат цинка и осаждая медь. Чтобы рассчитать массу меди, которая образуется при этой реакции, мы должны использовать соотношение между реагентами.

Для этого нам необходимо узнать количество вещества обоих реагентов, выраженных в молях. Мы можем использовать формулу, которая связывает массу, количество вещества и молярную массу реагента:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса реагента, а \(M\) - молярная масса реагента. Давайте вычислим количество вещества цинка и медного купороса, используя эту формулу.

Молярная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль. Подставим известные значения в формулу:

\[n_{Zn} = \frac{m_{Zn}}{M_{Zn}} = \frac{6,5 \, \text{г}}{65,38 \, \text{г/моль}}\]

Вычисляем значение:

\[n_{Zn} \approx 0,099 \, \text{моль}\]

Теперь рассмотрим медный купорос (CuSO4 * 5H2O). Молярная масса медного купороса равна 249,68 г/моль. У нас нет прямой информации о массе медного купороса, поэтому давайте обозначим ее как \(m_{CuSO4}\). Тогда количество вещества медного купороса можно рассчитать так:

\[n_{CuSO4} = \frac{m_{CuSO4}}{M_{CuSO4}}\]

Однако у нас есть дополнительная информация: раствор медного купороса содержит 5 молекул воды. Поэтому мы должны учесть этот факт при расчете количества вещества медного купороса и исключить воду (H2O). Молярная масса воды равна 18,015 г/моль.

Сначала рассчитаем массу пяти молекул воды:

\[m_{H2O} = 5 \times M_{H2O} = 5 \times 18,015 \, \text{г/моль}\]

Определим, сколько массы составляет медный купорос без воды:

\[m_{CuSO4} = m_{CuSO4 \cdot 5H2O} - m_{H2O}\]

Подставим известные значения:

\[m_{CuSO4} = m_{CuSO4 \cdot 5H2O} - 5 \times 18,015 \, \text{г}\]

Теперь вычислим количество вещества медного купороса без воды:

\[n_{CuSO4} = \frac{m_{CuSO4}}{M_{CuSO4}}\]

Подставим значения и рассчитаем:

\[n_{CuSO4} \approx \frac{m_{CuSO4 \cdot 5H2O} - 5 \times 18,015 \, \text{г}}{249,68 \, \text{г/моль}}\]

\(Вычисляем\,значение:\)

\[n_{CuSO4} \approx 0,025 \, \text{моль}\]

Теперь мы можем использовать соотношение между реагентами из уравнения реакции, чтобы рассчитать количество меди, которая образуется при реакции. Из уравнения видно, что на каждый моль медного купороса образуется один моль меди. Поэтому количество меди, образующейся в нашей задаче, равно количеству медного купороса:

\[n_{Cu} = n_{CuSO4} \approx 0,025 \, \text{моль}\]

Наконец, мы можем рассчитать массу меди, используя формулу количество вещества и молярную массу меди (Cu), которая равна 63,55 г/моль:

\[m_{Cu} = n_{Cu} \times M_{Cu} \approx 0,025 \, \text{моль} \times 63,55 \, \text{г/моль}\]

Рассчитываем значение:

\[m_{Cu} \approx 1,59 \, \text{г}\]

Таким образом, масса меди, которая образуется при реакции цинка массой 6,5 г с раствором медного купороса CuSO4 * 5H2O, составляет около 1,59 г.