Для решения этой задачи нужно сначала определить химическое уравнение реакции между медью (Cu) и кислородом (O₂) с образованием оксида меди (II) (CuO). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ 2 \text{Cu} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{CuO} ]
Теперь, зная массу образовавшегося оксида меди (II) (4 г), найдем количество вещества CuO в молях. Для этого нужно знать молярную массу CuO. Рассчитаем её:
- Молярная масса Cu (меди): 63.5 г/моль
- Молярная масса O (кислорода): 16 г/моль
Молярная масса CuO:
[ 63.5 \, \text{г/моль} \, (\text{Cu}) + 16 \, \text{г/моль} \, (\text{O}) = 79.5 \, \text{г/моль} ]
Теперь определим количество вещества CuO:
[ n(\text{CuO}) = \frac{m(\text{CuO})}{M(\text{CuO})} = \frac{4 \, \text{г}}{79.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.0503 \, \text{моль} ]
Согласно уравнению реакции, на каждый 1 моль CuO уходит 0.5 моль O₂ (так как на 2 моль CuO требуется 1 моль O₂). Следовательно, количество вещества O₂:
[ n(\text{O}_2) = 0.5 \cdot n(\text{CuO}) = 0.5 \cdot 0.0503 \, \text{моль} = 0.02515 \, \text{моль} ]
Теперь вычислим массу кислорода, прореагировавшего с медью. Для этого найдем молярную массу O₂:
- Молярная масса O₂: (2 \times 16 \, \text{г/моль} = 32 \, \text{г/моль})
Масса O₂:
[ m(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \times M(\text{O}_2) = 0.02515 \, \text{моль} \times 32 \, \text{г/моль} = 0.805 \, \text{г} ]
Итак, масса кислорода, прореагировавшего с медью, составляет 0.805 г, а количество вещества кислорода - 0.02515 моль.