На какие массовые доли (в %) веществ в исходной смеси можно рассчитывать, если смесь аммиака и водорода разделили

Полина

47

Для решения данной задачи нам потребуется использовать знания о стехиометрии химических реакций и расчете массовых долей веществ.

1. Начнем с первой части смеси, которая может полностью восстановить 8,8 г оксида меди (II) (CuO). Для этого используем уравнение реакции между оксидом меди (II) и водородом:

\[ CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O \]

Согласно уравнению реакции, каждый моль CuO будет соответствовать одному мольку Cu. Известная масса оксида меди (II) составляет 8,8 г, а его молярная масса равна 79,55 г/моль.

2. Рассчитаем количество оксида меди (II) в молях:

\[ n_{CuO} = \frac{m_{CuO}}{M_{CuO}} = \frac{8,8}{79,55} = 0,11 \, \text{моль} \]

3. Так как каждый моль CuO соответствует одному мольку Cu, то количество меди (Cu) также составляет 0,11 моль.

4. Чтобы найти массовую долю (в %) меди (Cu) в первой части смеси, рассчитаем его массу:

\[ m_{Cu} = n_{Cu} \times M_{Cu} = 0,11 \times 63,55 = 6,99 \, \text{г} \]

5. Итак, массовая доля меди (Cu) в первой части смеси равна:

\[ \text{Массовая доля (в %) меди (Cu)} = \frac{m_{Cu}}{\text{масса смеси}} \times 100 \]

Чтобы продолжить расчет массовой доли, нам необходимо знать массу смеси аммиака и водорода. Предположим, что масса смеси равна 100 г для удобства расчетов.

6. Теперь рассчитываем массовую долю меди (Cu) в первой части смеси:

\[ \text{Массовая доля (в %) меди (Cu)} = \frac{6,99}{100} \times 100 = 6,99\% \]

7. Перейдем к второй части смеси, которая полностью нейтрализует 9,8 г 10%-й серной кислоты (H2SO4). Для этого используем уравнение реакции нейтрализации:

\[ H2SO4 + 2NaOH \rightarrow Na2SO4 + 2H2O \]

Согласно уравнению реакции, каждый моль серной кислоты (H2SO4) соответствует двум молькам воды (H2O). Известная масса серной кислоты составляет 9,8 г, а концентрация серной кислоты представляет 10%.

8. Рассчитаем количество серной кислоты в молях:

\[ n_{H2SO4} = \frac{m_{H2SO4}}{M_{H2SO4}} = \frac{9,8}{98} = 0,1 \, \text{моль} \]

9. Так как каждый моль серной кислоты соответствует двум молькам воды, количество воды составляет 0,2 моль.

10. Чтобы найти массовую долю (в %) воды (H2O) во второй части смеси, рассчитаем его массу:

\[ m_{H2O} = n_{H2O} \times M_{H2O} = 0,2 \times 18 = 3,6 \, \text{г} \]

11. Итак, массовая доля воды (H2O) во второй части смеси равна:

\[ \text{Массовая доля (в %) воды (H2O)} = \frac{m_{H2O}}{\text{масса смеси}} \times 100 \]

12. Предположим, что масса смеси аммиака и водорода также равна 100 г. Тогда рассчитываем массовую долю воды (H2O) во второй части смеси:

\[ \text{Массовая доля (в %) воды (H2O)} = \frac{3,6}{100} \times 100 = 3,6\% \]

Таким образом, в первой части смеси массовая доля меди (Cu) составляет 6,99%, а во второй части смеси массовая доля воды (H2O) равна 3,6%.