Через трубку с 6.4 г раскаленной меди пропустили кислород (прореагировало 80 процентов), получили черное вещество а, его растворили в нужном кол-во 20% серной кислоты. полученный раствор охладили при 0 градусов, при этом выпал осадок состоящий из пятиводной соли б. насыщенный раствор при 0 градусов содержал 25% б. написать уравнение реакции а и б. вычислить массу выпавших кристаллов. какого цвета кристаллы, как будет меняться цвет при длительном прокаливании (+ уравнение реакции) от чего зависит цвет.
Объяснение:
Сu+O2=CuO (Вещество А)
CuO+H2SO4=CuSO4 (Вещество Б)
При охлаждении будут выпадать кристаллы медного купороса ярко-голубого цвета CuSO4*5Н2O.
CuSO4+5Н2O = CuSO4*5Н2O
Это кристаллогидрат, цвет зависит от наличия кристаллизационной воды в составе. При длительном прокаливании он потеряет воду и станет бесцветным:
CuSO4*5Н2O=CuSO4 + 5Н2O
Вычислим сколько меди прореагировало:
6,4 г меди -100%
Х г меди - 80%
Отсюда m(Cu)=Х=6,4*80/100=5,12 г
Запишем молярную массу меди:
Mr(Cu)=64 г/моль
Вычислим количество вещества прореагировавшей меди:
n(Cu)=m(Cu)/Mr(Cu)=5,12/64=0,08 моля
Из уравнений реакции следует, что CuO, CuSO4 и CuSO4*5Н2O тоже образовалось 0,08 (везде коэффициенты 1)
Вычислим молярную массу медного купороса:
Mr(CuSO4*5Н2O)=64 +32+4*16+5*(2*1+16)=250 г/моль
Вычислим его массу:
m(CuSO4*5Н2O)=Mr(Cu)*n(Cu)=250*0,08=20 г
Найдем массу выпавшего медного купороса:
20 г CuSO4*5Н2O -100%
Х г меди - 25%
Х=20*25/100=5 г
Cu + O2 → CuO
Обоснование: Когда через раскаленную медь пропускают кислород, происходит окисление меди до оксида меди(II) – черного вещества а.
Уравнение реакции б:
5CuSO4 + 5H2O → CuSO4 * 5H2O
Обоснование: Черное вещество а является осадком пятиводной соли б при охлаждении раствора. Количество частиц в формуле соли б указывает на 5 молекул воды, которые присутствуют в молекуле соли.
Вычисление массы выпавших кристаллов:
Для начала нам нужно найти массу соли б в растворе насыщения при 0 градусов.
Поскольку насыщенный раствор содержит более 25% соли б, мы можем предположить, что раствор содержит, например, 30% соли б.
Пусть масса насыщенного раствора равна 100 г. Тогда масса соли б составляет 30 г (30% от 100 г).
Массой изначального раствора с серной кислотой является 80 г (100 г - 20 г кислоты).
Таким образом, вся реакция а + б имеет место только с 80 г меди, так как это максимальное количество меди, которое могло реагировать. Из 6.4 г меди прореагировало 80%, поэтому масса меди, участвующей в реакции, составляет:
6.4 г * 0.8 = 5.12 г
Поскольку соотношение между медью и пятиводной солью б в уравнении реакции б равно 1:5, масса выпавших кристаллов пятиводной соли б составляет:
5 * 5.12 г = 25.6 г
Цвет кристаллов зависит от вида ионов, присутствующих в решетке кристалла. В данном случае, при длительном прокаливании, кристаллы станут белыми.
Уравнение реакции при прокаливании:
CuSO4 * 5H2O → CuSO4 + 5H2O
Обоснование: При нагревании пятиводной соли б происходит выделение воды из кристаллической решетки, и она превращается в серную кислоту и безводную соль.