Задача по химии определить объем На 12,8 г меди подействовали 300 г 88,2%-ного раствора серной кислоты. Определите объем газа (н. у.), выделившегося в результате реакции
Для решения задачи, сначала необходимо определить, сколько серной кислоты находится в растворе, и потом использовать уравнение реакции между медью и серной кислотой, чтобы найти объем выделившегося газа (водорода).
Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет 98 г/моль. Рассчитаем количество вещества H₂SO₄: [ n_{\text{H}_2\text{SO}4} = \frac{m{\text{H}_2\text{SO}4}}{M{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{264,6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 2,696 \, \text{моль} ]
Напишем уравнение реакции:
Реакция между медью и серной кислотой проходит следующим образом: [ \text{Cu} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2 ]
Из уравнения видно, что 1 моль меди реагирует с 1 моль серной кислоты и выделяет 1 моль водорода.
Определим количество вещества меди:
Молярная масса меди (Cu) составляет 63,5 г/моль. Рассчитаем количество вещества Cu: [ n_{\text{Cu}} = \frac{12,8 \, \text{г}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,201 \, \text{моль} ]
Определим, какая реакция ограничивает:
У нас есть 2,696 моль H₂SO₄ и 0,201 моль Cu. Поскольку на 1 моль меди требуется 1 моль H₂SO₄, количество меди (0,201 моль) определяет, сколько водорода будет выделено:
Для решения задачи, сначала необходимо определить, сколько серной кислоты находится в растворе, и потом использовать уравнение реакции между медью и серной кислотой, чтобы найти объем выделившегося газа (водорода).
Определим массу серной кислоты в растворе:
Дано 300 г 88,2%-ного раствора серной кислоты. Рассчитаем массу H₂SO₄:
[
m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 300 \, \text{г} \times 0,882 = 264,6 \, \text{г}
]
Определим количество вещества серной кислоты:
Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет 98 г/моль. Рассчитаем количество вещества H₂SO₄:
[
n_{\text{H}_2\text{SO}4} = \frac{m{\text{H}_2\text{SO}4}}{M{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{264,6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 2,696 \, \text{моль}
]
Напишем уравнение реакции:
Реакция между медью и серной кислотой проходит следующим образом:
[
\text{Cu} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2
]
Из уравнения видно, что 1 моль меди реагирует с 1 моль серной кислоты и выделяет 1 моль водорода.
Определим количество вещества меди:
Молярная масса меди (Cu) составляет 63,5 г/моль. Рассчитаем количество вещества Cu:
[
n_{\text{Cu}} = \frac{12,8 \, \text{г}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,201 \, \text{моль}
]
Определим, какая реакция ограничивает:
У нас есть 2,696 моль H₂SO₄ и 0,201 моль Cu. Поскольку на 1 моль меди требуется 1 моль H₂SO₄, количество меди (0,201 моль) определяет, сколько водорода будет выделено:
[
n_{\text{H}2} = n{\text{Cu}} = 0,201 \, \text{моль}
]
Определим объем газа (водорода) при нормальных условиях (н.у.):
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Рассчитаем объем водорода:
[
V = n_{\text{H}_2} \cdot 22,4 \, \text{л/моль} = 0,201 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 4,49 \, \text{л}
]
Таким образом, объем газа, выделившегося в результате реакции, составляет примерно 4,49 л.