Какой объем газа может быть образован при реакции меди с 250 г 12,6%-ным раствором азотной кислоты при нормальных

Ледяной_Сердце

20

Хорошо, вот пошаговое решение задачи:

1. Сначала нам понадобится молекулярная масса меди (Cu), чтобы вычислить количество вещества этого элемента. Молекулярная масса меди составляет примерно 63,5 г/моль.

2. Преобразуем массу раствора азотной кислоты (HNO3) в количество вещества, используя следующую формулу:

Количество вещества = Масса / Молярная масса

Подставим значения: Масса = 250 г, Молярная масса HNO3 =~ 63 г/моль (округлим до целого числа для упрощения расчетов).

Таким образом, количество вещества HNO3 равно:

\[ \text{Количество вещества HNO3} = \frac{250 \ г}{63 \ г/моль} \approx 3,97 \ моль \]

3. Рассмотрим сбалансированное уравнение реакции меди (Cu) с азотной кислотой (HNO3):

\[ 3Cu + 8HNO3 \rightarrow 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O \]

Из уравнения видно, что 3 моля меди реагируют с 8 молями азотной кислоты.

Учитывая, что между медью и азотной кислотой соотношение 3:8, мы можем сделать вывод, что количество вещества меди также равно 3,97 моль (по принципу сохранения вещества в химической реакции).

4. Теперь мы можем вычислить объем образованного газа (NO) при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм):

Используем уравнение Гей-Люссака для газов:

\[ \frac{V_1}{n_1} = \frac{V_2}{n_2} \]

Где V_1 и n_1 - объем и количество вещества в начальных условиях, а V_2 и n_2 - объем и количество вещества в конечных условиях.

Учитывая, что соотношение между медью (Cu) и газовым продуктом (NO) равно 2:2 (см. сбалансированное уравнение), мы можем записать:

\[ \frac{V_1}{3,97 \ моль} = \frac{V_2}{2,98 \ моль} \]

Решим это уравнение относительно V_2:

\[ V_2 = \frac{V_1 \cdot 2,98 \ моль}{3,97 \ моль} \]

5. Подставим значение V_1 в формулу объема газа при нормальных условиях:

\[ V_2 = \frac{V_1 \cdot 2,98 \ моль}{3,97 \ моль} \]

Учитывая, что нормальные условия обозначаются как 0 °C и 1 атм, объем газа можно записать следующим образом:

\[ V_2 = \frac{V_1 \cdot 2,98 \ моль \cdot 22,4 \ л/моль}{3,97 \ моль} \]

Здесь мы используем молярный объем идеального газа, который приближенно равен 22,4 л/моль при нормальных условиях.

6. Рассчитаем значение объема газа:

\[ V_2 = \frac{250 \ г \cdot 2,98 \ моль \cdot 22,4 \ л/моль}{3,97 \ моль} \approx 375 \ л \]

Таким образом, при реакции меди с 250 г 12,6%-ным раствором азотной кислоты можно получить примерно 375 л газа при нормальных условиях.