Смесь содержит металлическую медь, оксиды меди (I) и (II). При реакции

Смесь содержит железную медь, оксиды меди (I) и (II). При реакции 1,42 г этой консистенции с концентрированной соляной кислотой выделился осадок массой 0,071 г. При реакции же образчика консистенции массой 1,24 г с разбавленной серной кислотой выделилось 0,31 г осадка. Какова масса железной меди, которую можно получить из 1 г начальной смеси?

Задать свой вопрос
1 ответ
Задача трудная, поскольку реакции меди и ее оксидов с кислотами зависят от многих  критерий. 

1) Cu + CuO + CuO + HCl(конц)   ?
На 1-ый взор металлическая медь не поменяется, а оксиды превратятся в хлориды - растворимый CuCl и практически нерастворимый CuCl.
Однако металлическая медь растворяется в жаркой соляной кислоте в пребываньи кислорода и других окислителей с образованием CuCl: 
4 Cu + 4 HCl + O 4 CuCl + 2 HO

В жаркой концентрированной соляной кислоте железная медь реагирует и с CuCl (реакция конпропорционирования):
Cu + CuCl  2 CuCl

Обе реакции могут значительно изменить соотношение Cu и CuCl в осадке. Но так как в задачке не говорится о нагреве, будем считать, что эти реакции не протекают.
Но есть еще одно событие. 
CuCl практически нерастворим в воде. Однако в соляной кислоте он образует растворимое комплексное соединение:
CuCl + HCl H[CuCl]. Так как в условии сказано, что употребляется  концентрированная кислота, можно представить, что весь CuCl растворится. В итоге в осадке будет только железная медь Cu, которая изначально содержалась в образце консистенции.
Масса осадка по условию 0,071 г. Означает, можно рассчитать массовую долю меди в консистенции, разделив массу осадка (то есть меди) на массу первого образчика консистенции (1,42 г):
w(Cu) =  0,071 г / 1,42 г = 0,05 = 5%

2) Cu + CuO + CuO + HSO (разб.)   ?
С разбавленной серной кислотой медь не реагирует. CuO в ней растворяется:
CuO + HSO = CuSO + HO

CuO реагирует труднее. Поначалу, видимо, также появляется сульфат меди (I). Но эта соль нестабильна и сходу же диспропорционирует до металлической меди и сульфата меди (II):
CuO + HSO = CuSO + HO
CuSO = CuSO + Cu

Суммарное уравнение: 
CuO + HSO = CuSO + Cu + HO

В итоге, в осадке железная медь, которая присутствовала в консистенции вначале, и медь, образовавшаяся из CuO.
Так как массовая толика меди в консистенции теснее известна, можно вычислить, сколько ее было во втором образце и , соответственно, в осадке: 5%*1,24 г = 0,05*1,24 г = 0,062 г.
Тогда масса меди, образовавшейся из CuO, равна 0,31 - 0,062 = 0,248 г.

M(CuO) = 143,1 г/моль
M(Cu) = 63,6 г/моль
M(CuO) = 79,6 г/моль

Обратимся к уравнению реакции и рассчитаем массу CuO, из которого образовалось 0,248 г Cu:

CuO    +   HSO = CuSO + Cu   +   HO
143,1 г                                     63,6 г
    х г                                       0,248 г

х = 143,1*0,248 / 63,6 = 0,558 г

Рассчитаем массовую долю CuO в смеси, разделив найденную массу CuO во втором образчике смеси (0,588 г) на массу второго образчика консистенции: w(CuO) = 0,588 г / 1,24 г =  0,45 = 45%
Тогда массовая толика CuO одинакова:
w(CuO) =  100% - w(Cu) - w(CuO) = 100% - 5% - 45% =  50% = 0.5
Итак, состав консистенции:
Cu - 5% 
CuO - 45%
CuO - 50%

Возьмем для удобства расчетов 100 г этой смеси.
В этих 100 г  содержится 5 г Cu, 45 г CuO, 50 г CuO

Оксиды меди можно превратить в железную медь, восстановив либо разложив их. К примеру, после второй реакции (с серной кислотой) получаем в осадке начальную медь  и медь, получившуюся из CuO. 
Из оставшегося раствора CuSO  можно вернуть медь, например,  с подмогою электролиза. 
Рассчитаем на теоретическом уровне возможную массу меди, которую можно получить из 100 г консистенции.

5 г Cu дают 5 г Cu

45 г CuO дают х г Cu:
 
CuO         2 Cu 
143,1 г        2*63,6 г
  45 г               х г

х = 45*2*63,6 / 143,1 = 40 г

50 г CuO дают у г Cu:

CuO        Cu 
79,6 г         63,6 г
  50 г           у г

у = 50*63,6 / 79,6 = 40 г.

Итого получается меди: 5 + 40 + 40 = 85 г
Из 100 г консистенции получается 85 г меди
Из 1 г консистенции выходит, соответственно, 0,85 г меди

Ответ: 0,85 г Cu







, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт