Совместили желтый порошок серы (3,2 г) с красным порошком меди (6,4 г) и нагрели. Результатом является черный порошок

Чтобы решить данную задачу, мы должны знать химическую реакцию, происходящую между желтым порошком серы и красным порошком меди. Поскольку дана лишь информация о исходных веществах и полученном результате, мы должны сделать предположение о химической реакции на основе этой информации.

Одно из возможных предположений может быть следующим:

Сера реагирует с медью, образуя сульфид меди (черный порошок) и сернистый газ (относительно небольшое количество неочищенного серного газа):

$$Cu+S\to CuS+S{O}_2$$

Теперь, когда у нас есть предположение о реакции, давайте рассчитаем массу черного порошка, которая получается в результате реакции.

В соответствии с химическим уравнением, из него следует, что массовое соотношение между медью и серой составляет 1:1. То есть для реакции 1 моль меди требуется 1 моль серы.

Молярная масса серы равна 32 г/моль. Молярная масса меди равна 63,5 г/моль.

Рассчитаем молы веществ по формуле:

$$\text{{моль}}=\frac{\text{{масса}}}{\text{{молярная масса}}}$$

Масса серы: $m_S=3,2$ г

Масса меди: $m_{Cu}=6,4$ г

Моль серы: $n_S=\frac{m_S}{\text{{молярная масса серы}}}=\frac{3,2}{32}=0,1$ моль

Моль меди: $n_{Cu}=\frac{m_{Cu}}{\text{{молярная масса меди}}}=\frac{6,4}{63,5}\approx 0,101$ моль

Так как массовое соотношение 1:1, то моль серы равна моль меди. То есть количество веществ после реакции будет равно количеству меди и серы. Следовательно, моль черного порошка (сульфида меди) также будет равно 0,1 моль.

Теперь мы можем рассчитать массу черного порошка по формуле:

$$m_{\text{{черный порошок}}}=n_{\text{{черный порошок}}}\times \text{{молярная масса черного порошка}}$$

Поскольку молярная масса сульфида меди равна 159 г/моль, рассчитаем:

$$m_{\text{{черный порошок}}}=0,1\times 159=15,9\text{{ г}}$$

Таким образом, масса черного порошка, полученного в результате реакции, составляет 15,9 г.