Для решения этой задачи необходимо вычислить количество вещества серной кислоты в растворе, а затем использовать соотношение стехиометрического соотношения между серной кислотой и диоксидом серы для определения объема диоксида серы (газа), выделившегося.
- Вычислим количество вещества серной кислоты в растворе. Массовая доля серной кислоты в растворе составляет 24,5%, что значит, что 200 г раствора содержит 24,5 г серной кислоты. Для нахождения количества вещества серной кислоты воспользуемся формулой: n = m/M, где n - количество вещества (в молях), m - масса вещества (в граммах), M - молярная масса вещества (в г/моль).
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна: M(H2SO4) = (2M(H) + M(S) + 4M(O)) = (21 + 32 + 416) = 98 г/моль.
Тогда количество вещества серной кислоты в растворе равно: n(H2SO4) = m(H2SO4)/M(H2SO4) = 24,5 г/98 г/моль = 0,25 моль.
- Определим соотношение стехиометрического соотношения между серной кислотой и диоксидом серы. Уравнение реакции взаимодействия серной кислоты (H2SO4) с ксидом меди (CuO): H2SO4 + CuO -> CuSO4 + H2O.
Из уравнения видно, что для образования одной моли CuSO4 требуется одна моль H2SO4.
Таким образом, количество вещества диоксида серы (SO2), выделившегося при реакции, будет таким же, как количество вещества серной кислоты в растворе: n(SO2) = n(H2SO4) = 0,25 моль.
- Вычислим объем газа, зная его количество вещества. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: V = n * Vm, где V - объем газа (в литрах), n - количество вещества газа (в молях), Vm - молярный объем газа при заданных условиях (обычно 22,4 л/моль при нормальных условиях - 0 °C и 1 атм).
Тогда объем диоксида серы (газа) будет равен: V(SO2) = n(SO2) * Vm(SO2) = 0,25 моль * 22,4 л/моль = 5,6 л.
Таким образом, объем газа (диоксид серы), выделившегося при реакции, составит 5,6 л.
