Номер 5, страница 37 - гдз по химии 7 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Масловская

Составьте уравнение данной химической реакции.

Исходная схема реакции: $Cu + O_2 \to CuO$.

Для того чтобы уравнять химическое уравнение, необходимо обеспечить равенство числа атомов каждого элемента в реагентах и продуктах.

Уравняем атомы кислорода, поставив коэффициент 2 перед $CuO$: $Cu + O_2 \to 2CuO$.

Теперь уравняем атомы меди, поставив коэффициент 2 перед $Cu$: $2Cu + O_2 \to 2CuO$.

Проверим баланс:

Атомы меди (Cu): Слева - 2, Справа - 2. (Сбалансировано)

Атомы кислорода (O): Слева - 2, Справа - 2. (Сбалансировано)

Ответ: $2Cu + O_2 \to 2CuO$

Рассчитайте массу (г) образовавшегося продукта реакции, если известно, что в химическую реакцию вступили медь массой 3,2 г и кислород массой 0,8 г.

Дано:

$m_{Cu} = 3.2 \text{ г}$

$m_{O_2} = 0.8 \text{ г}$

СИ перевод:

$m_{Cu} = 3.2 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$m_{O_2} = 0.8 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

$m_{CuO}$

Решение:

Для расчета массы образовавшегося продукта необходимо определить лимитирующий реагент. Сначала найдем молярные массы веществ и рассчитаем количество молей реагентов.

Молярная масса меди ($M_{Cu}$) = $63.55 \text{ г/моль}$

Молярная масса кислорода ($M_{O_2}$) = $2 \cdot 16.00 = 32.00 \text{ г/моль}$

Молярная масса оксида меди (II) ($M_{CuO}$) = $63.55 + 16.00 = 79.55 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество молей меди ($n_{Cu}$):

$n_{Cu} = \frac{m_{Cu}}{M_{Cu}} = \frac{3.2 \text{ г}}{63.55 \text{ г/моль}} \approx 0.05035 \text{ моль}$

Рассчитаем количество молей кислорода ($n_{O_2}$):

$n_{O_2} = \frac{m_{O_2}}{M_{O_2}} = \frac{0.8 \text{ г}}{32.00 \text{ г/моль}} = 0.025 \text{ моль}$

Согласно сбалансированному уравнению реакции $2Cu + O_2 \to 2CuO$, соотношение молей меди к кислороду составляет 2:1.

Проверим, какой реагент является лимитирующим:

Если весь кислород ($0.025 \text{ моль}$) прореагирует, потребуется молей меди:

$n_{Cu, \text{потреб.}} = 2 \cdot n_{O_2} = 2 \cdot 0.025 \text{ моль} = 0.050 \text{ моль}$

Поскольку у нас имеется $0.05035 \text{ моль}$ меди, что больше, чем необходимо ($0.050 \text{ моль}$), кислород является лимитирующим реагентом. Он полностью прореагирует.

Количество образовавшегося $CuO$ определяется количеством лимитирующего реагента ($O_2$). Согласно уравнению, из $1 \text{ моль}$ $O_2$ образуется $2 \text{ моль}$ $CuO$.

$n_{CuO} = 2 \cdot n_{O_2} = 2 \cdot 0.025 \text{ моль} = 0.050 \text{ моль}$

Рассчитаем массу образовавшегося оксида меди (II) ($m_{CuO}$):

$m_{CuO} = n_{CuO} \cdot M_{CuO} = 0.050 \text{ моль} \cdot 79.55 \text{ г/моль} = 3.9775 \text{ г}$

Ответ: $3.9775 \text{ г}$