Как рассчитать массу оксида меди

import { Calculator } from ‘@/components/Calculator’ import { Input, Select } from ‘@/components/ui’

Медь образует два основных оксида: чёрный CuO (оксид меди(II)) и красный Cu₂O (оксид меди(I)). Расчёт массы оксида меди – типовая задача на стехиометрию, решаемая через молярные соотношения по уравнению реакции.

Формулы и молярные массы

Перед расчётом определите, какой оксид образуется в реакции. В большинстве школьных задач по умолчанию используется оксид меди(II).

*Значения в скобках – округлённые, используемые в школьных расчётах.

Алгоритм расчёта массы оксида

Шаг 1. Составьте уравнение реакции и уравняйте коэффициенты. Шаг 2. Рассчитайте количество вещества (моль) исходного реагента: n = m / M. Шаг 3. По коэффициентам уравнения определите количество моль оксида меди. Шаг 4. Вычислите искомую массу оксида: m = n × M.

Решение типовых задач

Задача 1. Масса оксида меди(II) из гидроксида меди

Условие: При термическом разложении 19,6 г гидроксида меди(II) образуется оксид меди(II). Рассчитайте массу оксида меди.

Решение:

Уравнение реакции разложения:

Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

Соотношение коэффициентов 1:1, следовательно n(CuO) = n(Cu(OH)₂).

Расчёт количества моль Cu(OH)₂:

• M(Cu(OH)₂) = 64 + 2×(16+1) = 98 г/моль
• n(Cu(OH)₂) = 19,6 г / 98 г/моль = 0,2 моль

Количество моль CuO = 0,2 моль.

Масса оксида меди(II):

• M(CuO) = 64 + 16 = 80 г/моль
• m(CuO) = 0,2 моль × 80 г/моль = 16 г

Ответ: масса оксида меди(II) составляет 16 г.

Задача 2. Масса оксида меди(II) из кислорода

Условие: Вычислите массу оксида меди(II), полученного при взаимодействии меди с кислородом количеством вещества 0,25 моль.

Решение:

Уравнение окисления меди:

2Cu + O₂ → 2CuO

Стехиометрическое соотношение: 1 моль O₂ даёт 2 моль CuO.

n(CuO) = 0,25 моль × 2 = 0,5 моль.

Масса оксида:

• m(CuO) = 0,5 моль × 80 г/моль = 40 г

Ответ: 40 г оксида меди(II).

Задача 3. Масса оксида меди(II) из меди

Условие: Какая масса оксида меди(II) образуется при окислении 12,8 г меди кислородом?

Решение:

Уравнение реакции:

2Cu + O₂ → 2CuO

Количество моль меди:

• n(Cu) = 12,8 г / 64 г/моль = 0,2 моль

По коэффициентам n(CuO) = n(Cu) = 0,2 моль.

Масса оксида:

• m(CuO) = 0,2 моль × 80 г/моль = 16 г

Ответ: 16 г CuO.

Когда образуется Cu₂O вместо CuO?

При недостатке кислорода или высокой температуре образуется оксид меди(I):

4Cu + O₂ → 2Cu₂O

Для расчёта массы Cu₂O используйте молярную массу 143 г/моль. Коэффициенты уравнения изменяются – 4 моль Cu дают 2 моль Cu₂O, следовательно n(Cu₂O) = 0,5 × n(Cu).

Проверка расчётов

Используйте соотношение масс в реакции окисления:

• На 128 г Cu (2 моль) приходится 160 г CuO (2 моль)
• Отношение m(CuO) / m(Cu) = 80 / 64 = 1,25

Быстрая проверка: масса оксида всегда на 25% больше массы исходной меди (при условии полного окисления до CuO).