Question

Смесь меди с оксидом меди (II) содержащую 20 % меди, обработали 26-процентной соляной кислотой объемом 0,25 л (плотность 1129 кг/м3) при этом оксид меде (II) полностью растворился. Какова масса исходной смеси?

Answer 1

Cu + HCl # (т.к. кислота не концентрированная)
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
m раствора (HCl) = V * p = 250 мл * 1,129 г/мл = 282,25 г
m вещества (HCl) = w * m раствора = 0,26 * 282,25 = 73,385 г
n(HCl) = m/M = 73,385 / 36,5 = 2 моль
n(HCl) : n(CuO) = 2 : 1 (см. цифры перед формулами веществ в уравнении)
n(CuO) = n(HCl) / 2 =  2/2 = 1 моль
m(CuO) = M*n = 80 * 1 = 80 г
w(CuO) = 100% - w(Cu) = 100% - 20% = 80%
m смеси = m(CuO) / w(CuO) = 80 / 0,8 = 100 г
Ответ: 100 г

Answer 2

Давайте рассмотрим химическую реакцию меди с оксидом меди (II) и соляной кислотой:

\[ \text{Cu} + \text{CuO} + 4\text{HCl} \rightarrow 2\text{CuCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что каждый моль меди реагирует с одним моль оксида меди (II). Поскольку в вашей смеси содержится 20% меди, предположим, что у вас есть 100 г смеси. Таким образом, в этой смеси будет 20 г меди.

Теперь у нас есть оксид меди (II), который полностью растворяется в соляной кислоте. Для расчета массы оксида меди (II) используем его мольную массу.

Масса меди (Cu): 20 г Мольная масса меди (Cu): 63.55 г/моль Масса оксида меди (II) (CuO): \(20 \, \text{г} \times \frac{1 \, \text{моль}}{63.55 \, \text{г}} = 0.314 \, \text{моль}\)

Теперь по уравнению реакции видно, что для реакции с одним молем оксида меди (II) требуется 4 мола соляной кислоты (HCl). Таким образом, для 0.314 моль оксида меди (II) требуется \(0.314 \, \text{моль} \times 4 = 1.256 \, \text{моль}\) соляной кислоты.

Объем соляной кислоты: \(0.25 \, \text{л}\) Плотность соляной кислоты: \(1129 \, \text{кг/м}^3 = 1.129 \, \text{г/см}^3\)

Масса соляной кислоты: \(0.25 \, \text{л} \times 1.129 \, \text{г/см}^3 = 0.28225 \, \text{г}\)

Таким образом, масса исходной смеси (медь + оксид меди (II)) составляет сумму масс меди и массы оксида меди (II):

\[20 \, \text{г} + 0.28225 \, \text{г} = 20.28225 \, \text{г}\]

Итак, масса исходной смеси равна примерно \(20.282 \, \text{г}\).