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:

$$2Cu+H_2\to C{u}_{2}O+H_{2}O$$

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:

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

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:

$$m_{C{u}_{2}O}=n_{C{u}_{2}O}\cdot M_{C{u}_{2}O}$$

где $n_{C{u}_{2}O}$ - количество моль оксида меди, $M_{C{u}_{2}O}$ - 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.

$$n_{C{u}_{2}O}=\frac{n_{Cu}}{2}$$

Подставим значения:

$$n_{C{u}_{2}O}=\frac{2.36моль}{2}=1.18моль$$

Теперь рассчитаем массу оксида меди, подставив значения в формулу:

$$m_{C{u}_{2}O}=n_{C{u}_{2}O}\cdot M_{C{u}_{2}O}=1.18моль\cdot 143.1г/моль=168.66г$$

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

$$X_{C{u}_{2}O}=\frac{m_{C{u}_{2}O}}{m_{\text{общ}}}\cdot 100\mathrm{\%}$$

где $X_{C{u}_{2}O}$ - массовая доля оксида меди, $m_{C{u}_{2}O}$ - масса оксида меди, $m_{\text{общ}}$ - общая масса образца.

Подставим значения:

$$X_{C{u}_{2}O}=\frac{168.66г}{150г}\cdot 100\mathrm{\%}=112.44\mathrm{\%}$$

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.