Какой объём (н. у.) воздуха необходим для полного сжигания 10 г сульфида меди(II)? Проведите вычисления с точностью

Сквозь_Лес_2522

10

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать химическую реакцию полного сжигания сульфида меди(II). Сульфид меди(II) (CuS) сжигается по следующему уравнению реакции:

\[CuS + O_2 → CuO + SO_2\]

Согласно балансировке этого уравнения, 1 моль CuS сжигается с использованием 2 моль \(O_2\) и образует 1 моль \(CuO\) и 1 моль \(SO_2\).

Теперь мы можем преобразовать массу сульфида меди(II) в количество веществ, а затем использовать коэффициенты уравнения реакции, чтобы определить необходимый объем воздуха.

1) Найдем количество вещества сульфида меди(II) (CuS) по формуле:

\[n = \frac{{m}}{{M}}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса, \(M\) - молярная масса CuS.

Молярная масса CuS составляет:

\[M(Cu) = 63.55 \, \text{{г/моль}}\]
\[M(S) = 32.07 \, \text{{г/моль}}\]

\[M(CuS) = M(Cu) + M(S) = 63.55 + 32.07 = 95.62 \, \text{{г/моль}}\]

Так как у нас дана масса сульфида меди(II) равная 10 г, мы можем рассчитать количество вещества:

\[n = \frac{{10 \,\text{{г}}}}{{95.62 \, \text{{г/моль}}}} \approx 0.1046 \, \text{{моль}}\]

2) Теперь, с использованием коэффициентов уравнения реакции, мы можем определить, сколько молей \(O_2\) необходимо для полного сжигания 0.1046 моль \(CuS\).

Из уравнения реакции видно, что для сжигания 1 моль \(CuS\) требуется 2 моля \(O_2\). Используя пропорцию, получаем:

\[\frac{{\text{{моль }} O_2}}{{\text{{моль }} CuS}} = \frac{2 \, \text{{моль }} O_2}}{{1 \, \text{{моль }} CuS}}\]

Подставляя значения, получаем:

\[\frac{{\text{{моль }} O_2}}{{0.1046 \, \text{{моль }} CuS}} = \frac{{2 \, \text{{моль }} O_2}}{{1 \, \text{{моль }} CuS}}\]

\[\text{{моль }} O_2 = 2 \times 0.1046 \, \text{{моль }} = 0.2092 \, \text{{моль}}\]

3) Наконец, мы можем определить объем \(O_2\) при нормальных условиях (н. у.). При н. у. 1 моль газа занимает объем примерно 22.4 литра.

Пересчитаем объем \(O_2\):

\[V = n \times V_m\]

где \(V\) - объем \(O_2\), \(n\) - количество вещества \(O_2\), \(V_m\) - молярный объем при нормальных условиях.

\[V = 0.2092 \times 22.4 \, \text{{л}} \approx 4.68 \, \text{{литра}}\]

Итак, для полного сжигания 10 г сульфида меди(II) требуется около 4.68 литров \(O_2\) при нормальных условиях.