Какой объем газового продукта образуется при растворении 96 граммов меди в разведенной азотной кислоте?

Петровна

39

Для решения данной задачи, нам необходимо знать химическое уравнение реакции между медью и азотной кислотой. Рассмотрим это уравнение:

$$Cu+4HN{O}_3\to Cu(N{O}_3{)}_2+2N{O}_2+2H_{2}O$$

Из уравнения видно, что при реакции 1 моль меди (Cu) реагирует с 4 молями азотной кислоты (HNO3) и образуется 1 моль нитрата меди (Cu(NO3)2), 2 моля диоксида азота (NO2) и 2 моля воды (H2O).

Теперь, чтобы найти объем газа, образующегося при растворении 96 граммов меди, нам нужно следовать нескольким шагам:

1. Найдем количество вещества меди, используя ее молярную массу. Молярная масса меди (Cu) составляет около 63.55 г/моль.
$$масса=количествовещества\times молярнаямасса$$
$$количествовещества=\frac{масса}{молярнаямасса}$$
$$количествовещества=\frac{96г}{63.55г/моль}$$

2. Переведем количество вещества меди в количество молей азотной кислоты, используя соотношение в уравнении реакции. Из уравнения видно, что 1 моль меди реагирует с 4 молями азотной кислоты.
$$количествовеществаHN{O}_3=4\times количествовеществаCu$$

3. Выразим количество молей азотной кислоты в объеме с использованием уравнения идеальных газов:
$$V=\frac{n\times R\times T}{P}$$
где V - объем газа (в литрах), n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (около $8.314моль/л\cdot К$), T - температура (в Кельвинах), P - давление (в паскалях).

4. Зная количество молей азотной кислоты, можем найти объем газа, образующегося при растворении меди, если знаем температуру и давление. Предположим, что температура и давление равны стандартным условиям: 0°C (273.15 K) и 1 атмосфере давления.

Теперь, давайте выполнять расчеты:

1. Найдем количество вещества меди:
$$количествовеществаCu=\frac{96г}{63.55г/моль}\approx 1.51моль$$

2. Найдем количество вещества азотной кислоты:
$$количествовеществаHN{O}_3=4\times количествовеществаCu\approx 4\times 1.51моль\approx 6.04моль$$

3. Теперь, используя уравнение идеальных газов, найдем объем газа (азотной кислоты), образующегося при растворении меди:
$$V=\frac{6.04моль\times 8.314моль/л\cdot К\times 273.15К}{1атм}\approx 13413.06литров$$

Таким образом, при растворении 96 граммов меди в азотной кислоте образуется примерно 13413.06 литров газа (азотной кислоты).