Question

1.Смесь газов объёмом 100 л, содержащая в равных объёмных долях углекислый газ, водород, азот и кислород, пропустили над нагретым оксидом меди (II). Вычислите массу полученного металла. Какое минимальное количество оксида меди (II) потребуется для реакции?

Answer 1

На 100 литров этой смеси, приходится по 25л каждого газа, так как по условию - объемные доли газов равны.

Напишем возможные уравнения реакции:

CuO + CO2 =/= невозможно

CuO + H2 = Cu + H2O

CuO + N2 =/= невозможно

CuO + O2 =/= невозможно

Видим, что осуществима только одна реакция, ведем расчет по ней.

CuO + H2 = H2O

Рассчитаем количество вещесвта водорода:

n = V/Vm = 25л/22,4л/моль = 1,116л

По уравнению реакции:

n(Cu) = n(H2) = 1,116л

Рассчитаем массу меди:

m = n*M = 1,116моль*64г/моль = 71,42г

По уравнению реакции:

n(CuO) = n(H2) = 1,116моль

Рассчитаем массу оксида меди:

m = n*M = 1,116л*80г/моль = 89,28г

 

Answer 2

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать информацию о том, какие газы присутствуют в смеси, и какие реакции происходят с ними при взаимодействии с нагретым оксидом меди (II).

1. Состав газовой смеси: - Углекислый газ (CO2) - Водород (H2) - Азот (N2) - Кислород (O2)

2. Взаимодействие с оксидом меди (II): - CO2 + CuO → CO + Cu - H2 + CuO → H2O + Cu - N2 + CuO → NO2 + Cu - O2 + 2CuO → 2Cu

Теперь рассмотрим каждую реакцию по отдельности.

Реакция 1: CO2 + CuO → CO + Cu - Реакция между углекислым газом и оксидом меди (II). - Важно учесть, что у нас 100 л газовой смеси, и все газы присутствуют в равных объемных долях.

Из уравнения видно, что на 1 моль CO2 требуется 1 моль CuO. Таким образом, масса меди (Cu), образующейся из CO2, равна массе меди, которая входит в оксид меди (II), и она равна массе меди в 1 моле CuO.

Теперь найдем молярную массу CuO. Медь (Cu) имеет массу примерно 63.55 г/моль, а кислород (O) примерно 16 г/моль.

Молярная масса CuO = 63.55 г (Cu) + 16 г (O) = 79.55 г/моль.

Таким образом, масса меди, образующейся из 100 л CO2, равна массе меди в 1 моле CuO, что равно 79.55 г.

Реакция 2: H2 + CuO → H2O + Cu - Аналогично, масса меди, образующейся из 100 л H2, также равна массе меди в 1 моле CuO (79.55 г).

Реакция 3: N2 + CuO → NO2 + Cu - Та же ситуация, масса меди, образующейся из 100 л N2, также равна массе меди в 1 моле CuO (79.55 г).

Реакция 4: O2 + 2CuO → 2Cu - В этой реакции масса меди, образующейся из 100 л O2, равна массе меди в 2 молях CuO (2 * 79.55 г).

Теперь сложим массы меди из всех реакций:

\[ 79.55 \, \text{г} + 79.55 \, \text{г} + 79.55 \, \text{г} + 2 \times 79.55 \, \text{г} = 318.2 \, \text{г} \]

Таким образом, общая масса меди, полученной из реакций, равна 318.2 г.

3. Минимальное количество оксида меди (II), потребуемое для реакции: - Из уравнения реакции 4 видно, что на 1 моль меди требуется 2 моля CuO. - Масса 1 моля CuO равна 79.55 г. - Таким образом, масса 2 молей CuO (для реакции с 1 молью меди) равна \(2 \times 79.55 \, \text{г} = 159.1 \, \text{г}\).

Таким образом, минимальное количество оксида меди (II), потребуемое для реакции с газовой смесью, равно 159.1 г.