Каковы массовые доли (%) муравьиной и ортофосфорной кислот в исходной смеси, если 10 г этой смеси обработали

Letuchiy_Volk

45

Давайте решим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Рассчитаем количество меди, которое было восстановлено из оксида меди (||). Масса меди, полученной из оксида меди (||), составляет 6,4 г.

Шаг 2: Ответст отношение между молекулярными массами меди и оксида меди (||). Молекулярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль, а молекулярная масса оксида меди (||) (CuO) равна 79,55 г/моль.

Шаг 3: Рассчитаем количество молей меди в 6,4 г. Для этого разделим массу меди на ее молекулярную массу.

\[\text{Количество молей меди} = \frac{\text{Масса меди}}{\text{Молекулярная масса меди}} = \frac{6,4 \text{ г}}{63,55 \text{ г/моль}}\]

Вычисляя это, получаем количество молей меди, равное количеству молей оксида меди (||), так как они соотносятся в реакции 1:1.

Шаг 4: Восстановление меди произошло по реакции:

\[\text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O}\]

Из уравнения реакции следует, что одна молекула оксида меди (||) соответствует одной молекуле меди (Cu). Следовательно, количество молей оксида меди (||) равно количеству молей меди, которая была восстановлена.

Шаг 5: Рассчитаем массу оксида меди (||) в исходной смеси. Для этого умножим количество молей оксида меди (||) на его молекулярную массу:

\[\text{Масса CuO} = \text{Количество молей CuO} \times \text{Молекулярная масса CuO} = \text{Количество молей Cu} \times \text{Молекулярная масса CuO}\]

Шаг 6: Известно, что в исходной смеси было 10 г. Предположим, что масса муравьиной кислоты составляет \(x\) г, а масса ортофосфорной кислоты составляет \(y\) г. Тогда сумма \(x + y\) равна 10 г.

Шаг 7: Составим уравнение на основе массы оксида меди (||). Возьмем массу оксида меди (||), вычисленную на шаге 5, и выразим ее через массовые доли муравьиной (\(X\)) и ортофосфорной (\(Y\)) кислот в исходной смеси:

\[\text{Масса CuO} = \text{Масса муравьиной кислоты} \times \text{Массовая доля муравьиной кислоты в исходной смеси} + \text{Масса ортофосфорной кислоты} \times \text{Массовая доля ортофосфорной кислоты в исходной смеси}\]

Мы знаем, что масса муравьиной кислоты (\(x\)) и ортофосфорной кислоты (\(y\)) составляет в сумме 10 г. Массовая доля муравьиной кислоты (\(X\)) будет равна \(\frac{x}{x + y}\), а массовая доля ортофосфорной кислоты (\(Y\)) будет равна \(\frac{y}{x + y}\).

Таким образом, уравнение примет вид:

\[\text{Масса CuO} = x \times X + y \times Y\]

Шаг 8: Подставим значения из шага 5 в уравнение на шаге 7:

\[\text{Масса CuO} = \text{Количество молей Cu} \times \text{Молекулярная масса CuO} = x \times X + y \times Y\]

Шаг 9: Решите систему уравнений для \(x\) и \(y\), используя дополнительное уравнение \(x + y = 10\):

\[
\begin{cases}
\text{Количество молей Cu} \times \text{Молекулярная масса CuO} = x \times X + y \times Y \\
x + y = 10
\end{cases}
\]

Вычисляя \(X\) и \(Y\), получим массовые доли муравьиной и ортофосфорной кислот в исходной смеси. Соответствующие массовые доли будут равны \(\frac{x}{x + y}\) и \(\frac{y}{x + y}\).

Помните, что концентрированная серная кислота в данной задаче используется только для восстановления меди из оксида меди (||), поэтому она не влияет на расчет массовых долей муравьиной и ортофосфорной кислот.