Какова была начальная масса (г) сульфата меди (II), если при реакции гидроксида натрия с сульфатом меди (II) образовался осадок, который при прокаливании превратился в черное вещество, а затем, при нагревании с углем, был получен металл? При полном растворении этого металла в концентрированной серной кислоте выделилось 17,92 л (н.у.) оксида серы (IV) и образовалась вода. Учитывая, что все реакции проходили количественно, какое число (без единиц измерения) будет ответом?

Химия 9 класс Реакции обмена и окислительно-восстановительные реакции сульфат меди гидроксид натрия осадок прокаливание черное вещество металл серная кислота оксид серы количественные реакции химические расчеты Новый

Для решения этой задачи нам нужно пройти через несколько этапов, начиная с реакции сульфата меди (II) с гидроксидом натрия и заканчивая получением оксида серы (IV) при растворении меди в серной кислоте.

Шаг 1: Определим реакции

1. Реакция сульфата меди (II) с гидроксидом натрия: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 Здесь образуется осадок гидроксида меди (II) (Cu(OH)2).

2. Прокаливание гидроксида меди (II): 2Cu(OH)2 → 2CuO + 2H2O Здесь гидроксид меди (II) превращается в оксид меди (II) (CuO), который имеет черный цвет.

3. Нагревание оксида меди с углем: 2CuO + C → 2Cu + CO2 Здесь мы получаем металл меди (Cu).

4. Реакция меди с концентрированной серной кислотой: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O При этом выделяется оксид серы (IV) (SO2) и образуется сульфат меди (II) и вода.

Шаг 2: Рассчитаем количество выделившегося SO2

По условию задачи, при полном растворении меди в серной кислоте выделилось 17,92 л SO2. Чтобы перевести объем газа в количество вещества, воспользуемся формулой:

n = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль (объем одного моля газа при нормальных условиях).

n(SO2) = 17,92 л / 22,4 л/моль ≈ 0,8 моль.

Шаг 3: Определим количество меди, необходимое для получения SO2

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль меди (Cu) выделяется 1 моль SO2. Таким образом, для получения 0,8 моль SO2 нам потребуется 0,8 моль меди.

Шаг 4: Рассчитаем массу меди

Молярная масса меди (Cu) составляет 63,5 г/моль. Следовательно, масса меди, полученной из 0,8 моль, будет равна:

m(Cu) = n(Cu) M(Cu) = 0,8 моль 63,5 г/моль = 50,8 г.

Шаг 5: Определим начальную массу сульфата меди (II)

По уравнению реакции между сульфатом меди (II) и гидроксидом натрия, видно, что на 1 моль CuSO4 получается 1 моль Cu. Таким образом, для получения 0,8 моль меди нам потребуется 0,8 моль сульфата меди (II).

Молярная масса сульфата меди (II) (CuSO4) составляет 159,5 г/моль. Теперь рассчитаем массу сульфата меди (II):

m(CuSO4) = n(CuSO4) M(CuSO4) = 0,8 моль 159,5 г/моль = 127,6 г.

Ответ: Начальная масса сульфата меди (II) составляет 127,6.