Question

При растворении смеси меди и оксида меди(II) в концентрированной серной кислоте выделилось 8,96 л (н.у.) газа и было получено 400 г раствора с массовой долей соли 20%. Определите массовую долю оксида меди(II) в исходной смеси. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: установить уравнения реакций обоих компонентов смеси с кислотой, найти количество вещества газа и соли, затем определить массы исходных веществ и их долю в смеси.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O}$$

$$\ce{Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество вещества диоксида серы, выделившегося при растворении меди:

$$n(\ce{SO2}) = \frac{V(\ce{SO2})}{V_m} = \frac{8{,}96}{22{,}4} = 0{,}4 	ext{ моль}$$

2) По стехиометрии второго уравнения количество меди равно количеству выделившегося газа:

$$n(\ce{Cu}) = n(\ce{SO2}) = 0{,}4 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{Cu}) = 0{,}4 \cdot 64 = 25{,}6 	ext{ г}$$

3) Найдём количество вещества сульфата меди(II) в полученном растворе:

$$m(\ce{CuSO4}) = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega(\ce{CuSO4}) = 400 \cdot 0{,}2 = 80 	ext{ г}$$

$$n(\ce{CuSO4}) = \frac{80}{160} = 0{,}5 	ext{ моль}$$

4) Количество сульфата меди(II), образовавшегося из оксида меди(II):

$$n_1(\ce{CuSO4}) = n(\ce{CuSO4}) - n(\ce{Cu}) = 0{,}5 - 0{,}4 = 0{,}1 	ext{ моль}$$

5) По первому уравнению количество оксида меди(II) равно количеству образовавшегося из него сульфата:

$$n(\ce{CuO}) = 0{,}1 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{CuO}) = 0{,}1 \cdot 80 = 8 	ext{ г}$$

6) Массовая доля оксида меди(II) в исходной смеси:

$$m_{	ext{смеси}} = 25{,}6 + 8 = 33{,}6 	ext{ г}$$

$$\omega(\ce{CuO}) = \frac{8}{33{,}6} = 0{,}238 = 23{,}8\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии