Каковы массы меди и оксида меди в смеси, обработанной концентрированной серной кислотой, если при этом было выделено

Skorostnaya_Babochka

29

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо применить законы сохранения массы и объёма.

Первым делом, давайте определим химическую реакцию между медью и концентрированной серной кислотой. В результате реакции образуется соль и выделяется газ. Формула реакции выглядит следующим образом:

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Мы знаем, что 6,72 л газа было выделено в результате реакции. Важно отметить, что объём газа связан с количеством веществ, и мы можем использовать соотношение объёма газа и количества веществ в реакции.

Теперь давайте рассмотрим соотношение между объёмом газа и количеством веществ. Согласно объёмно-мольному закону Гей-Люссака, подразумевается, что объёмы газов в химической реакции пропорциональны их коэффициентам в сбалансированном уравнении реакции.

Из уравнения реакции видно, что соотношение между объёмом газа SO₂ и объёмом газа H₂O равно 1:2 (1 моль SO₂ образуется на каждые 2 моля H₂O). Следовательно, измеренный объём газа SO₂ составляет половину измеренного объёма водяного пара H₂O.

Теперь мы знаем, что масса образовавшегося газа SO₂ составляет половину массы водяного пара H₂O.

Для определения количества веществ мы будем использовать идеальный газовый закон, который гласит:

PV = nRT

Где P - давление газа, V - объём газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура газа в Кельвинах.

Учитывая, что идеальный газовый закон применим для SO₂ и H₂O, их давление и температура должны быть одинаковыми. Исходя из этого, отношение масс газов можно выразить следующим образом:

\(\frac{m_2}{m_1} = \frac{n_2 \cdot M_2}{n_1 \cdot M_1}\)

где \(m_1\) и \(m_2\) - массы газов, \(n_1\) и \(n_2\) - количество веществ газов, \(M_1\) и \(M_2\) - молярные массы газов.

Так как массы SO₂ и H₂O связаны соотношением 1:2, то \(m_2 = \frac{1}{2} m_1\). Подставив это в уравнение, получим:

\(\frac{\frac{1}{2} m_1}{m_1} = \frac{n_2 \cdot M_2}{n_1 \cdot M_1}\)

Упростив это уравнение, получим:

\(M_2 = 2 \cdot M_1 \cdot \frac{m_2}{m_1}\)

Таким образом, молярная масса SO₂ в два раза больше молярной массы H₂O, исходя из измеренных масс газов.

Теперь рассмотрим массу соли, которая образуется в результате реакции меди и серной кислоты. Согласно сбалансированному уравнению реакции, на каждую моль Cu соответствует одна моль CuSO₄. Таким образом, для определения массы CuSO₄ нам понадобится знать количество вещества меди, а затем вычислить массу CuSO₄ с помощью уравнения массы и количество вещества.

Надеюсь, эта подробная информация поможет понять, как решить данную задачу. Если у вас возникнут ещё вопросы или вам нужна дополнительная помощь, буду рад помочь!