Какой объем (в дм3, н.у.) газа можно получить при взаимодействии массой 19,2 г меди с концентрированной серной кислотой

Валентина_5839

6

Давайте решим данную задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем количество вещества меди (Cu) в граммах. Для этого мы будем использовать молярную массу меди и массу, данную в задаче.
Молярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль.
Найдем количество вещества меди в граммах, используя формулу:

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

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

Подставляем значения в формулу:

\[
n_{\text{{Cu}}} = \frac{{19,2}}{{63,55}} \approx 0,3027 \, \text{{моль Cu}}
\]

Шаг 2: Теперь найдем количество серной кислоты (H2SO4), которое будет необходимо для полного реагирования с медью. Реакция между медью и серной кислотой образует медь(II)сульфат и выделяет водород.

Серная кислота (H2SO4) имеет молярную массу 98,09 г/моль.

Реакционное соотношение между медью и серной кислотой:

\[
\text{{Cu}} + \text{{H2SO4}} \rightarrow \text{{CuSO4}} + \text{{H2}}
\]

Согласно уравнению реакции, на одну моль меди требуется одна моль серной кислоты.

Так как мы знаем количество меди (0,3027 моль Cu), мы можем сказать, что для полного реагирования мы также требуем 0,3027 моль серной кислоты (H2SO4).

Шаг 3: Теперь находим объем газа, который можно получить при реакции.

Для этого мы используем уравнение состояния идеального газа:

\[
PV = nRT
\]

где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество вещества газа, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура.

Мы можем сказать, что количество вещества \(n\) в задаче равно 0,3027 моль.

Так как реакция происходит при нормальных условиях (н.у.), давление (\(P\)) будет равно 1 атмосфере.

Универсальная газовая постоянная (\(R\)) равна 0,0821 атм*л/(моль*К).

Температура (\(T\)) в нормальных условиях составляет 273,15 К.

Теперь, подставим значения в уравнение состояния идеального газа:

\[
(1 \, \text{{атмосфера}}) \cdot V = (0,3027 \, \text{{моль}}) \cdot (0,0821 \, \text{{атм}} \cdot \text{{л}})/(\text{{моль}} \cdot \text{{К}}) \cdot (273,15 \, \text{{К}})
\]

\[
V = \frac{{(0,3027 \cdot 0,0821 \cdot 273,15)}}{{1}}
\]

Вычислив данное выражение, получаем:

\[
V \approx 6,638 \, \text{{л}} \approx 6638 \, \text{{см}}^3
\]

Таким образом, объем газа, который можно получить при взаимодействии массой 19,2 г меди с концентрированной серной кислотой, составляет около 6,638 литров или 6638 см^3 при нормальных условиях.