Какой объём газа (при н. у.) может выделиться при взаимодей- ствии меди с 250 г 12,6%-ного раствора азотной кислоты?

Для решения этой задачи начнем с анализа условий. Нам нужно определить, какой объем газа выделится при реакции меди с раствором азотной кислоты (HNO₃).

Шаг 1: Найти массу азотной кислоты

У нас есть 250 г 12,6%-ного раствора HNO₃. Сначала найдем, сколько граммов самой азотной кислоты в этом растворе.

Формула для расчета массы растворённого вещества:

\[ \text{Масса HNO}_3 = \text{Масса раствора} \times \left( \frac{\text{Процент HNO}_3}{100} \right) \]

Подставим известные значения:

\[ \text{Масса HNO}_3 = 250 \, \text{г} \times \left( \frac{12,6}{100} \right) = 31,5 \, \text{г} \]

Шаг 2: Записать уравнение реакции

Реакция меди с разбавленной азотной кислотой выглядит так:

\[ \text{Cu} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + \text{H}_2 + 2 \text{NO} \]

При этой реакции выделяется водород (H₂) и оксиды азота (NO) в качестве газа. Но нам нужен именно объем водорода.

Шаг 3: Определить количество вещества HNO₃

Теперь найдем количество вещества (в молях) азотной кислоты:

\[ n(\text{HNO}_3) = \frac{m}{M} \]

Где:

• \( m = 31,5 \, \text{г} \) — масса,
• \( M = 63 \, \text{г/моль} \) — молярная масса HNO₃.

Подставим значения:

\[ n(\text{HNO}_3) = \frac{31,5 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} \approx 0,5 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Определить количество выделившегося водорода

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль HNO₃ выделяется 1 моль водорода.

Следовательно:

\[ n(\text{H}_2) = \frac{1}{2} \times n(\text{HNO}_3) = \frac{1}{2} \times 0,5 \, \text{моль} = 0,25 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Найти объем водорода при нормальных условиях

При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем примерно 22,4 литра. Соответственно, объем выделившегося водорода можно найти так:

\[ V = n \times 22,4 \, \text{л/моль} \] \[ V(\text{H}_2) = 0,25 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 5,6 \, \text{л} \]

Ответ

При взаимодействии меди с 250 г 12,6%-ного раствора азотной кислоты выделится около 5,6 литра водорода при нормальных условиях.