Какой объем бурого газа получится при взаимодействии 10,8 г серебра с раствором азотной кислоты массой

Smesharik

7

Для решения этой задачи, нам необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции между серебром (Ag) и азотной кислотой (HNO3), а также законом сохранения массы.

Сперва, нам нужно вычислить количество кислоты в растворе азотной кислоты массой 100 г и содержащей 63% кислоты.

Масса кислоты в растворе:
\(масса\ кислоты = 100 \ г \times 0.63 = 63 \ г\)

Кислота реагирует с серебром по следующему химическому уравнению:
\[3 Ag + 4 HNO_3 = 3 AgNO_3 + 2 H_2O + NO\]

Согласно химическому уравнению, на каждые 3 моля серебра требуется 4 моля азотной кислоты. Давайте вычислим количество молей азотной кислоты, соответствующее 63 г кислоты.

Молярная масса \(HNO_3\):
\(H = 1 \ г/моль, N = 14 \ г/моль, O = 16 \ г/моль\)
\(Молярная\ масса\ HNO_3 = 1 \cdot 1 + 14 \cdot 1 + 16 \cdot 3 = 63 \ г/моль\)

Количество молей \(HNO_3\):
\(количество\ молей\ HNO_3 = \frac{масса\ HNO_3}{молярная\ масса\ HNO_3} = \frac{63}{63} = 1 \ моль\)

Таким образом, мы имеем 1 моль азотной кислоты ( \(HNO_3\) ) в реакции.

Так как на каждые 3 моля серебра требуется 4 моля азотной кислоты, мы можем вычислить количество молей серебра, используя пропорцию:

\[\frac{количество\ молей\ Ag}{количество\ молей\ HNO_3} = \frac{3}{4}\]

Подставляя значения, получим:

\[\frac{количество\ молей\ Ag}{1\ моль} = \frac{3}{4}\]

Отсюда можно выразить количество молей серебра:

\(количество\ молей\ Ag = 1 \cdot \frac{3}{4} = \frac{3}{4} \ моль\)

Теперь, чтобы вычислить массу 10,8 г серебра, мы умножим количество молей серебра на его молярную массу:

\(масса\ Ag = количество\ молей\ Ag \times молярная\ масса\ Ag\)

Молярная масса серебра (Ag):
\(Ag = 107.87 \ г/моль\)

Подставляя значения, получим:

\(масса\ Ag = \frac{3}{4} \ моль \times 107.87 \ г/моль = 80.90 \ г\)

Таким образом, масса серебра, взаимодействующего с азотной кислотой, равна 80.9 г.

Наконец, чтобы найти объем бурого газа при нормальных условиях, вычислим количество молей бурового газа (NO), используя химическое уравнение и уравнение состояния газов ( \(V = nRT/P\)).

Согласно химическому уравнению,
на каждые 3 моля серебра получается 1 моль бурового газа.

Теперь мы можем вычислить количество молей бурового газа:

\(количество\ молей\ NO = \frac{количество\ молей\ Ag}{3} = \frac{\frac{3}{4}}{3} = \frac{1}{4} \ моль\)

Нормальные условия газа предполагают стандартную температуру (0 °C или 273.15 K) и давление (1 атмосфера или 101.3 кПа). Константа газовых уравнений R равна 0.0821 л atm / K mol.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния газа, чтобы вычислить объем газа:

\(V = \frac{nRT}{P}\)

Подставляя значения, получим:

\(V = \frac{\frac{1}{4} \ моль \times 0.0821 \ л \cdot атмол/ \ K \cdot моль \times 273.15 \ K}{101.3 \ кПа} = 0.573 \ л\)

Таким образом, объем бурого газа, получающегося при взаимодействии 10,8 г серебра с раствором азотной кислоты массой 100 г, содержащим 63% кислоты, при нормальных условиях, составляет 0.573 л.