Полное решение
- Запишем уравнения реакций:
(1) Cu + 2H2SO4 (конц.) = CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
(2) Cu2O + 3H2SO4 (конц.) = 2CuSO4 + SO2 ↑ + 3H2O
- Вычислим количество вещества исходных реагентов и продуктов:
Пусть в смеси было x моль Cu, y моль Cu2O
тогда mсмеси = m(Cu) + m(Cu2O) = 64x + 144y = 42,4 г
1 моль Cu отдает 2 моль электронов, 1 моль Cu2O отдает 2 моль электронов
ne(Cu2O) : ne(Cu) = 2y : 2x = y : x = 2,5
Составим систему уравнений:
64x + 144y = 42,4
y : x = 2,5
х = 0,1 моль Cu; y = 0,25 моль Cu2O
- Вычислим количество вещества продуктов реакций:
n1(CuSO4) = n(Cu) = 0,1 моль
n2(CuSO4) = 2n(Cu2O) = 2 • 0,25 = 0,5 моль
nвсего(CuSO4) = n1(CuSO4) + n2(CuSO4) = 0,1 + 0,5 = 0,6 моль
n1(SO2) = n(Cu) = 0,1 моль
n2(SO2) = n(Cu2O) = 0,25 моль
nвсего(SO2) = n1(SO2) + n2(SO2) = 0,1 + 0,25 = 0,35 моль
- Вычислим массовую долю сульфата меди (II) в полученном растворе:
m(CuSO4) = n • M = 0,6 • 160 = 96 г
m(SO2) = n • M = 0,35 • 64 = 22,4 г
mр-ра = mсмеси + mр-ра(H2SO4) − m(SO2)
mр-ра = 42,4 + 460 − 22,4 = 480 г
ω(CuSO4) = 96 : 480 • 100% = 20%
