На смесь меди и оксида меди массой 75 г подействовали избытком концентрированной азотной кислоты. При этом образовался газ объемом 26,88 л. Как можно определить массовую долю оксида меди в исходной смеси?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты химия 11 класс смесь меди и оксида меди азотная кислота газ объем 26,88 л массовая доля определение химические реакции расчёты химическая формула оксид меди медь стехиометрия Новый

Для определения массовой доли оксида меди в исходной смеси, необходимо провести несколько шагов, включая химические расчеты и использование уравнений состояния газов. Давайте рассмотрим процесс подробно.

Шаг 1: Определение количества вещества газа

Сначала нужно определить, сколько молей газа образовалось в результате реакции. Известно, что объем газа составляет 26,88 л. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где:

• P — давление (в атмосферах);
• V — объем (в литрах);
• n — количество вещества (в молях);
• R — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К));
• T — температура (в Кельвинах).

При стандартных условиях (1 атм, 273 К) можно использовать упрощенное соотношение:

n = V / 22,4

Таким образом, количество вещества газа можно найти следующим образом:

n = 26,88 л / 22,4 л/моль ≈ 1,2 моль.

Шаг 2: Определение реакции

При взаимодействии меди и оксида меди с концентрированной азотной кислотой образуются различные продукты, включая оксиды азота (NO2) и воду. Основные реакции можно представить следующим образом:

• Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
• CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

Из этих уравнений видно, что 1 моль CuO дает 1 моль NO2, а 1 моль Cu дает 2 моль NO2. Это важно для дальнейших расчетов. Шаг 3: Определение соотношения веществ

Исходя из полученного количества газа (1,2 моль), можно рассчитать, сколько моль CuO и Cu могли участвовать в реакции. Если обозначить количество моль CuO как x, то количество моль Cu будет равно (1,2 - x). Учитывая стехиометрию реакций, можно записать уравнение:

x + 2(1,2 - x) = 1,2

Решая это уравнение, получим значения для x, что даст нам количество моль оксида меди.

Шаг 4: Определение массы оксида меди

Зная количество моль CuO, можно рассчитать массу оксида меди:

m(CuO) = n(CuO) * M(CuO),

где M(CuO) — молярная масса оксида меди, равная 79,5 г/моль.

Шаг 5: Определение массовой доли оксида меди

Теперь, зная массу оксида меди, можно вычислить его массовую долю в исходной смеси:

массовая доля CuO = (m(CuO) / 75 г) * 100%.

Таким образом, следуя этим шагам, можно определить массовую долю оксида меди в исходной смеси. Важно учитывать все стехиометрические соотношения и правильно проводить расчеты, чтобы избежать ошибок.