Question

Смесь порошков магния и оксида меди (||) массой 12 г залили избытком ортофосфорной кислоты. Объём выделившегося газа составил 5,6 л. Вычислите массовую долю оксида меди (||) в исходной смеси. (50%)

Answer 1

3Mg+2H3PO4 = Mg3(PO4)2+3H2↑
3CuO+2H3PO4 = Cu3(PO4)2+3H2O

n(H2)=V/Vm=5.6/22.4=0.25 моль
n(Mg)=n(H2)=0.25 моль
m(Mg)=n*M=0.25*24=6 г
m(CuO)=12-6=6 г
w(CuO)=m(CuO)/m(смеси) *100%=6/12 *100%=50%

Answer 2

Запишем уравнение реакции:

3 Mg + 2 CuO + 8 H3PO4 → 3 Mg(H2PO4)2 + Cu3(PO4)2 + 4 H2O + 2O2

Из уравнения видно, что на каждые 2 молекулы CuO требуется 3 молекулы Mg. Пусть масса оксида меди (||) в исходной смеси равна x грамм, тогда масса магния в смеси будет (12 - x) грамм.

Рассчитаем количество газа, выделившегося в результате реакции:

V = 5,6 л

Температура и давление реакционной смеси не указаны, но мы можем предположить, что они стандартные (0°C и 1 атм), так как в задаче не указаны обратные условия. В таком случае, объем 1 моль газа при стандартных условиях равен 22,4 л, следовательно, количество газа, выделившегося при реакции, составило:

n = V/22,4 = 5,6/22,4 = 0,25 моль

Так как на каждые 2 молекулы CuO требуется 3 молекулы Mg, то для реакции потребуется:

n(CuO) = n(Mg) × 2/3 = x/(2 × 63,5) × 2/3 = x/127 грамм

Также из уравнения реакции видно, что на каждые 2 молекулы CuO требуется 2 моль кислоты, следовательно, количество кислоты, реагировавшей с CuO, равно:

n(H3PO4) = 2 × n(CuO) = 2 × x/(2 × 63,5) × 2/3 = x/63,5 моль

Масса кислоты, реагировавшей с CuO, равна:

m(H3PO4) = n(H3PO4) × M(H3PO4) = x/63,5 × 98 = 1,546x грамм

Так как кислота избыточна, то её количество не изменилось после реакции, а количество Mg, которое реагировало с CuO, равно:

n(Mg) = n(H3PO4) × 3/8 = x/63,5 × 3/8 = 0,0472x моль

Масса Mg, которая реагировала с CuO, равна:

m(Mg) = n(Mg) × M(Mg) = 0,0472x × 24,3 = 1,14696x грамм

Масса CuO, которая реагировала с Mg, равна:

m(CuO