Какова массовая доля меди в сплаве массой 24,12 г, которая была обработана избытком разбавленной серной кислоты
Какова массовая доля меди в сплаве массой 24,12 г, которая была обработана избытком разбавленной серной кислоты и при этом выделилось 3,36 л газа?
Zvezdopad 21
Для решения данной задачи нам необходимо использовать знания о химическом соотношении между реагентами и продуктами химической реакции.Шаг 1: Установление соотношения реагентов и продуктов
Первым делом, необходимо составить химическое уравнение реакции между медью и разбавленной серной кислотой. К счастью, эта реакция нам уже дана и выглядит следующим образом:
\[Cu + H_2SO_4 → CuSO_4 + H_2\]
Шаг 2: Расчёт количества веществ
У нас есть масса сплава (24,12 г) и объём выделившегося газа (3,36 л). Нам нужно вывести массовую долю меди. Для этого сначала найдём количество вещества меди, используя её молярную массу.
Молярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль.
Масса меди (в граммах) равна массовой доле (в процентах), умноженной на массу сплава:
\[m = \text{масса доли} \times \text{масса сплава}\]
Находим молярное количесво вещества меди \(n_{\text{меди}}\) следующим образом:
\[n_{\text{меди}} = \frac{m}{M_{\text{меди}}}\]
где \(M_{\text{меди}}\) - молярная масса меди.
Для этого подсчитаем:
\[n_{\text{меди}} = \frac{24,12}{63,55}\]
Шаг 3: Использование стехиометрии реакции
Для расчёта количества вещества серной кислоты (H2SO4), используем реакционное уравнение:
\[1\,\text{моль Cu} + 1\,\text{моль H2SO4} \rightarrow 1\,\text{моль CuSO4} + 1\,\text{моль H2}\]
Таким образом, количество вещества серной кислоты должно быть равно молекулярному количеству выделившегося газа (H2), поскольку они находятся в одинаковых молярных соотношениях. Таким образом:
\[n_{\text{H2SO4}} = n_{\text{H2}} = \frac{V}{V_m}\]
где \(V\) - объём газа, \(V_m\) - молярный объём газа (при нормальных условиях объём 1 моль газа равен 22,4 л).
Подставим известные значения:
\[n_{\text{H2SO4}} = \frac{3,36}{22,4}\]
Шаг 4: Расчёт массовой доли меди
Теперь у нас есть количества вещества меди и серной кислоты, участвующих в реакции. Расчет массовой доли меди осуществляется по формуле:
\[\text{массовая доля} = \frac{n_{\text{меди}} \times M_{\text{меди}}}{m_{\text{сплава}}} \times 100\%\]
Подставим известные значения:
\[\text{массовая доля} = \frac{24,12}{63,55} \times \frac{63,55}{24,12} \times 100\%\]
После подсчета этого выражения получим значение массовой доли меди в сплаве. Помните, что массовая доля всегда выражается в процентах.
\underline{Ответ:} Массовая доля меди в сплаве составляет ХХХ процентов.