Оксид меди(II) массой 32г обработали 80мл 5,0% -го раствора серной кислоты плотностью 1,03г/см3. Полученный...

Масса полученного кристаллгидрата составит 68,6 г.

Для начала определим количество вещества оксида меди(II) ((\text{CuO})):

1. Найдём молярную массу (\text{CuO}): [ \text{M}(\text{CuO}) = \text{M}(\text{Cu}) + \text{M}(\text{O}) = 63.5 + 16 = 79.5 \, \text{г/моль} ]

2. Вычислим количество вещества (\text{CuO}): [ n(\text{CuO}) = \frac{m(\text{CuO})}{\text{M}(\text{CuO})} = \frac{32 \, \text{г}}{79.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.4025 \, \text{моль} ]

Теперь рассмотрим серную кислоту ((\text{H}_2\text{SO}_4)):

1. Вычислим массу раствора (\text{H}_2\text{SO}4}): [ m{\text{раствора}} = V_{\text{раствора}} \times \rho = 80 \, \text{мл} \times 1.03 \, \text{г/мл} = 82.4 \, \text{г} ]

2. Найдём массу чистой (\text{H}_2\text{SO}_4}): [ m(\text{H}_2\text{SO}_4}) = 82.4 \, \text{г} \times 0.05 = 4.12 \, \text{г} ]

3. Определим количество вещества (\text{H}_2\text{SO}_4}): [ \text{M}(\text{H}_2\text{SO}_4}) = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \, \text{г/моль} ] [ n(\text{H}_2\text{SO}_4}) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4})}{\text{M}(\text{H}_2\text{SO}_4})} = \frac{4.12 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.042 \, \text{моль} ]

Теперь рассмотрим реакцию между (\text{CuO}) и (\text{H}_2\text{SO}_4}): [ \text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4} \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O} ]

Сравним количество веществ (\text{CuO}) и (\text{H}_2\text{SO}_4}):

• (\text{CuO}): 0.4025 моль
• (\text{H}_2\text{SO}_4}): 0.042 моль

Очевидно, что (\text{H}_2\text{SO}_4}) является лимитирующим реагентом. Все (0.042 \, \text{моль}) (\text{H}_2\text{SO}_4}) прореагируют.

Теперь вычислим количество образовавшегося (\text{CuSO}_4}): [ n(\text{CuSO}_4}) = n(\text{H}_2\text{SO}_4}) = 0.042 \, \text{моль} ]

Определим массу (\text{CuSO}_4}): [ \text{M}(\text{CuSO}_4}) = 63.5 (\text{Cu}) + 32 (\text{S}) + 4 \times 16 (\text{O}) = 159.5 \, \text{г/моль} ] [ m(\text{CuSO}_4}) = n(\text{CuSO}_4}) \times \text{M}(\text{CuSO}_4}) = 0.042 \, \text{моль} \times 159.5 \, \text{г/моль} \approx 6.699 \, \text{г} ]

Теперь определим массу кристаллгидрата (\text{CuSO}_4 \cdot 5 \text{H}_2\text{O}): [ \text{M}(\text{CuSO}_4 \cdot 5 \text{H}_2\text{O}) = 159.5 + 5 \times 18 = 249.5 \, \text{г/моль} ] [ m(\text{CuSO}_4 \cdot 5 \text{H}_2\text{O}) = n(\text{CuSO}_4}) \times \text{M}(\text{CuSO}_4 \cdot 5 \text{H}_2\text{O}) = 0.042 \, \text{моль} \times 249.5 \, \text{г/моль} \approx 10.479 \, \text{г} ]

Итак, масса полученного кристаллгидрата (\text{CuSO}_4 \cdot 5 \text{H}_2\text{O}) составляет примерно (10.479) г.

Для решения этой задачи необходимо рассмотреть реакцию между оксидом меди(II) и серной кислотой:

CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O

Сначала найдем количество вещества оксида меди(II):

m(CuO) = 32 г M(CuO) = 63,5 + 16 = 79,5 г/моль

n(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 32 / 79,5 ≈ 0,402 моль

Затем найдем количество вещества серной кислоты:

V(H2SO4) = 80 мл = 0,08 л ρ(H2SO4) = 1,03 г/см3 = 1030 г/л c(H2SO4) = 5,0%

m(H2SO4) = V(H2SO4) ρ(H2SO4) = 0,08 1030 = 82,4 г M(H2SO4) = 1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль

n(H2SO4) = m(H2SO4) c(H2SO4) / M(H2SO4) = 82,4 0,05 / 98 ≈ 0,042 моль

Так как реакция происходит в стехиометрических пропорциях, количество вещества оксида меди(II) и серной кислоты одинаково, следовательно, серная кислота полностью реагирует с оксидом меди(II).

Далее найдем массу полученного кристаллогидрата сульфата меди(II):

M(CuSO45H2O) = 63,5 + 32 + 416 + 5*(1 + 16) = 249,5 г/моль

m(CuSO45H2O) = n(CuO) M(CuSO45H2O) = 0,402 249,5 ≈ 100,3 г

Итак, масса полученного кристаллогидрата сульфата меди(II) составляет около 100,3 г.