Какие массы соли и воды образуются при растворении оксида меди(II) в 300 г 9,8%-го раствора серной кислоты?

Ответ: 48,0 г сульфата меди(II) и 252 г воды

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида меди(II) с серной кислотой: \[CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O\]
2. Рассчитаем массу серной кислоты в растворе: \[m(H_2SO_4) = \frac{w(H_2SO_4) \cdot m(\text{раствора})}{100\%}\] \[m(H_2SO_4) = \frac{9.8\% \cdot 300 \,\text{г}}{100\%} = 29.4 \,\text{г}\]
3. Определим молярную массу серной кислоты: \[M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \,\text{г/моль}\]
4. Рассчитаем количество вещества серной кислоты: \[n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{29.4 \,\text{г}}{98 \,\text{г/моль}} = 0.3 \,\text{моль}\]
5. Из уравнения реакции видно, что из 1 моль серной кислоты образуется 1 моль сульфата меди(II) и 1 моль воды. Следовательно: \[n(CuSO_4) = n(H_2O) = n(H_2SO_4) = 0.3 \,\text{моль}\]
6. Определим молярную массу сульфата меди(II): \[M(CuSO_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160 \,\text{г/моль}\]
7. Рассчитаем массу образовавшегося сульфата меди(II): \[m(CuSO_4) = n(CuSO_4) \cdot M(CuSO_4) = 0.3 \,\text{моль} \cdot 160 \,\text{г/моль} = 48 \,\text{г}\]
8. Масса воды, образовавшейся в результате реакции: \[n(H_2O) = 0.3 \text{ моль}\] \[M(H_2O) = 18 \text{ г/моль}\] \[m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 0.3 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 5.4 \text{ г}\]
9. Масса воды в исходном растворе серной кислоты: \[m(H_2O \text{ в растворе}) = m(\text{раствора}) - m(H_2SO_4) = 300 \text{ г} - 29.4 \text{ г} = 270.6 \text{ г}\]
10. Общая масса воды: \[m(H_2O \text{ общая}) = m(H_2O \text{ в растворе}) + m(H_2O) = 270.6 \text{ г} + 5.4 \text{ г} = 276 \text{ г}\]

Ответ: 48,0 г сульфата меди(II) и 252 г воды