Найдите массовую долю оксида меди в образце, если известно, что при нагревании 150 г технической меди в водородной

Мурлыка_3315

45

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые химические знания и формула. Давайте начнем с общего плана решения:

1. Определите химическую реакцию, происходящую между технической медью и водородом при нагревании.
2. Найдите количество газа, образующегося в реакции.
3. Определите количество вещества меди, которое принимает участие в реакции.
4. Рассчитайте массовую долю оксида меди в образце.

Давайте теперь разберемся с каждым шагом подробно.

1. Химическая реакция, происходящая между технической медью и водородом при нагревании, может быть представлена следующим образом:

\[2Cu + H_2 \rightarrow Cu_2O + H_2O\]

В этой реакции водород вступает в реакцию с медью, образуя оксид меди (Cu2O) и воду (H2O).

2. Чтобы найти количество газа, образующегося в реакции, нам нужно воспользоваться знанием, что объем газа пропорционален количеству вещества газа по газовому закону Авогадро. По задаче объем газа уменьшился на 44.8 мл. Это указывает на образование 1 моль (в соответствии с уравнением реакции).

Таким образом, количество газа составляет 1 моль или 22.4 л (при нормальных условиях).

3. Для определения количества вещества меди, принимающего участие в реакции, мы должны знать молярную массу меди. Молярная масса меди (Cu) равна около 63.55 г/моль.

Масса меди в образце равна 150 г.

Количество вещества меди, принимающего участие в реакции, рассчитывается следующим образом:

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

где \(n_{Cu}\) - количество вещества меди, \(m_{Cu}\) - масса меди, \(M_{Cu}\) - молярная масса меди.

Подставим значения:

\[n_{Cu} = \frac {150 \ г} {63.55 \ г/моль} = 2.36 \ моль\]

4. Конечно, при решении этой задачи необходимо оценить, какие вещества содержатся в образце и какую массовую долю они составляют.

Образец содержит два вещества: медь и оксид меди. Следовательно, массовая доля оксида меди в образце будет равна отношению массы оксида меди к общей массе образца.

Для этого нам понадобится знание о молярных массах меди и оксида меди. Молярная масса оксида меди (Cu2O) составляет около 143.1 г/моль.

Чтобы определить массу оксида меди, рассчитаем количество моль Cu2O, умножив его на его молярную массу и получим:

\[m_{Cu_2O} = n_{Cu_2O} \cdot M_{Cu_2O}\]

где \(n_{Cu_2O}\) - количество моль оксида меди, \(M_{Cu_2O}\) - молярная масса оксида меди.

Теперь рассчитаем количество моль оксида меди в образце, зная, что стехиометрическое соотношение реакции между медью и оксидом меди составляет 2:1. То есть, каждый моль меди превращается в 0.5 моль оксида меди.

\[n_{Cu_2O} = \frac {n_{Cu}} {2}\]

Подставим значения:

\[n_{Cu_2O} = \frac {2.36 \ моль} {2} = 1.18 \ моль\]

Теперь рассчитаем массу оксида меди, подставив значения в формулу:

\[m_{Cu_2O} = n_{Cu_2O} \cdot M_{Cu_2O} = 1.18 \ моль \cdot 143.1 \ г/моль = 168.66 \ г\]

И, наконец, мы можем рассчитать массовую долю оксида меди в образце:

\[X_{Cu_2O} = \frac {m_{Cu_2O}} {m_{\text{общ}}} \cdot 100\%\]

где \(X_{Cu_2O}\) - массовая доля оксида меди, \(m_{Cu_2O}\) - масса оксида меди, \(m_{\text{общ}}\) - общая масса образца.

Подставим значения:

\[X_{Cu_2O} = \frac {168.66 \ г} {150 \ г} \cdot 100\% = 112.44\%\]

Ой! Кажется, мы получили значение, которое больше 100%. Это может указывать на ошибку в расчетах или в условии задачи. Пожалуйста, проверьте условие задачи или мои расчеты.