Вопрос школьника
Смесь медных и магниевых опилок массой 1,5 г обработали избытком серной кислоты. В результате реакции выделился водород объемом 0,56 л (нормальные условия). Вычислите массовую долю меди в смеси.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы и закон пропорций в химических реакциях.
Сначала запишем уравнение реакции между медными и магниевыми опилками и серной кислотой:
Cu + Mg + 2H2SO4 → CuSO4 + MgSO4 + 2H2O + H2↑
Из уравнения видно, что на каждый моль меди (Cu) выделяется один моль водорода (H2). Поэтому можно вычислить количество меди в смеси, зная количество выделившегося водорода:
n(H2) = V(STP) / Vm = 0,56 л / 0,0224 л/моль = 25 ммоль
Так как на один моль меди выделяется один моль водорода, то количество меди в смеси также равно 25 ммоль. Количество магния можно вычислить из закона сохранения массы:
m(Mg) = m(смеси) — m(Cu) = 1,5 г — 63,5 мг = 1,44 г
Здесь использовано значение молярной массы меди (63,5 г/моль). Теперь можно вычислить массовую долю меди в смеси:
w(Cu) = m(Cu) / m(смеси) * 100% = 63,5 мг / 1,5 г * 100% ≈ 4,2%
Таким образом, массовая доля меди в смеси составляет около 4,2%.
