Question

Над нагретой серой пропустили водород. Полученный газ пропустили через раствор медь(II)-сульфата.Выпал осадок 12 г. Рассчитайте объём водорода,вступившего в реакцию.На восстановление оксида неизвестного двухвалентного металла массой 7,18 г был затрачен водород объёмом 2,24 дм3.Определить метал.

Answer 1

S + H2 =H2S
H2S + CuSO4 = H2SO4 + CuS
n(CuS) = m/M = 12/96 =0.125 моль
n(CuS) =n(H2S) =n(H2) =0.125 моль
V(H2)= n*Vm =0.125 * 22.4 = 2.8 г

Answer 2

Сначала рассчитаем количество осадка медь(II)-сульфата, которое получается при взаимодействии водорода с раствором медь(II)-сульфата.

Молярная масса меди (Cu) равна 63,5 г/моль. Молярная масса серы (S) равна 32,1 г/моль. Молярная масса кислорода (O) равна 16,0 г/моль.

Металлическая медь имеет степень окисления +2, поэтому ее ионная формула будет Cu2+. Ионная формула серы будет S2-.

Из уравнения реакции известно, что на каждый моль водорода, вступившего в реакцию, образуется один моль медь(II)-сульфата: H2 + CuSO4 -> Cu + H2SO4

Из задачи известно, что полученный осадок медь(II)-сульфата массой 12 г. Рассчитаем количество вещества осадка: n = m/M, где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

M(CuSO4) = M(Cu) + M(S) + 4*M(O) = 63,5 г/моль + 32,1 г/моль + 4*16,0 г/моль = 159,6 г/моль

n(CuSO4) = 12 г / 159,6 г/моль = 0,075 моль.

Таким образом, количество вещества водорода, вступившего в реакцию, равно 0,075 моль.

Далее рассчитаем объем водорода, который был затрачен на восстановление оксида неизвестного двухвалентного металла массой 7,18 г. Молекулярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль.

Рассчитаем количество вещества затраченного водорода: n(H2) = m/M = 7,18 г / 2 г/моль = 3,59 моль.

Таким образом, количество вещества водорода, затраченного на восстановление оксида неизвестного металла, равно 3,59 моль.

Из условия также известно, что объем этого водорода составляет 2,24 дм3. Используя идеальный газовый закон (V = n*R*T/P), где V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа, P - давление газа), можно рассчитать количество вещества водорода:

n(H2) = V * P / (R * T), где V = 2,24 дм3 = 2,24 * 10^-3 м3, P - давление водорода (приемлемо считать равным атмосферному давлению), R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л*атм/(К*моль)), T - температура в градусах Кельвина (приемлемо считать комнатной температурой, примерно 298 К).

n(H2) = (2,24 * 10^-3 м3 * 1 атм) / (0,0821 л*атм/(К*моль) * 298 К) n(H2) = 0,097 моль.

Таким образом, количество вещества водорода, затраченного на восстановление оксида неизвестного двухвалентного металла, равно 0,097 моль.

Сравнивая количество вещества водорода, вступившего в реакцию, и количество вещества водорода, затраченного на восстановление оксида, можно установить соотношение:

0,075 моль в реакции = 0,097 моль восстановление.

Следовательно, соотношение между водородом и металлом в молекуле оксида равно 1:1.

Так как молярная масса металла равна массе металла, затраченного на восстановление оксида, то металл с массой 7,18 г имеет молярную массу 7,18 г/моль.

Известно, что оксид является двухвалентным, поэтому его молярная масса равна массе металла.

Таким образом, металлом является вещество с молярной массой 7,18 г/моль. Можно провести анализ таблицы молярных масс элементов и определить, что это вещество - цинк (Zn).

Итак, металл, оксид которого восстанавливается в реакции и масса которого равна 7,18 г, это цинк (Zn).