4. Оксид меди(II) массой 32 г может прореагировать с 146 г раствора соляной кислоты. Определите массовую долю кислоты в растворе.

Задание 4. Массовая доля кислоты в растворе

Дано:

• Масса оксида меди(II): \( m_{CuO} = 32 \) г
• Масса раствора соляной кислоты: \( m_{раствора HCl} = 146 \) г

Найти: массовую долю соляной кислоты \( w_{HCl} \) в растворе.

Решение:

1. Рассчитаем молярную массу CuO:
\( M(CuO) = M(Cu) + M(O) = 64 + 16 = 80 \) г/моль.
2. Рассчитаем количество вещества CuO:
\( n_{CuO} = \frac{m_{CuO}}{M(CuO)} = \frac{32 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.4 \) моль.
3. Запишем уравнение реакции между CuO и HCl:
CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
4. Определим количество вещества HCl, которое прореагирует с 0.4 моль CuO:
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль CuO требуется 2 моль HCl. \( n_{HCl} = n_{CuO} \times 2 = 0.4 \text{ моль} \times 2 = 0.8 \) моль.
5. Рассчитаем молярную массу HCl:
\( M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 \) г/моль.
6. Рассчитаем массу HCl, которая прореагирует:
\( m_{HCl} = n_{HCl} \times M(HCl) = 0.8 \text{ моль} \times 36.5 \text{ г/моль} = 29.2 \) г.
7. Рассчитаем массовую долю HCl в растворе:
\( w_{HCl} = \frac{m_{HCl}}{m_{раствора HCl}} \times 100 \% \) \( w_{HCl} = \frac{29.2 \text{ г}}{146 \text{ г}} \times 100 \% = 0.2 \times 100 \% = 20 \% \).

Ответ: Массовая доля кислоты в растворе составляет 20%.