Чтобы решить задачу, давайте разберём её по шагам.
1. Запишите уравнение реакции
При взаимодействии меди (Cu) с концентрированной серной кислотой (H₂SO₄) образуется оксид меди (II) (CuO), сернистый газ (SO₂) и вода (H₂O). Уравнение реакции выглядит так:
[
Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O
]
2. Находите количество вещества меди
Сначала нужно найти количество вещества меди (Cu) в 16 г. Для этого используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество вещества (моль),
- ( m ) — масса (г),
- ( M ) — молярная масса (г/моль).
Молярная масса меди (Cu) приблизительно равна 63,5 г/моль. Теперь подставляем данные:
[
n_{Cu} = \frac{16 , \text{г}}{63,5 , \text{г/моль}} \approx 0,252 , \text{моль}
]
3. Найдите количество вещества сернистого газа
Согласно уравнению реакции, 1 моль меди реагирует с 2 моль серной кислоты, образуя 1 моль сернистого газа. Таким образом, количество сернистого газа ( n_{SO_2} ) будет равно количеству реагирующей меди:
[
n_{SO_2} = n_{Cu} \approx 0,252 , \text{моль}
]
4. Учитывайте выход реакции
Выход реакции составляет 65%, следовательно, фактическое количество сернистого газа, который образуется, будет:
[
n'{SO_2} = n{SO_2} \times \frac{\text{выход}}{100} = 0,252 \times 0,65 \approx 0,164 , \text{моль}
]
5. Рассчитайте объем сернистого газа
Для расчёта объёма газа используем уравнение состояния идеального газа:
[
V = nRT
]
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) объём 1 моль газа составляет 22,4 л (или 22,4 дм³). Таким образом, можно найти объём образовавшегося сернистого газа:
[
V = n'_{SO_2} \times 22,4 , \text{дм}^3/\text{моль} \approx 0,164 , \text{моль} \times 22,4 , \text{дм}^3/\text{моль} \approx 3,6736 , \text{дм}^3
]
Ответ
Объем сернистого газа (SO₂), образующегося в ходе реакции, составляет приблизительно 3,67 дм³ при выходе реакции 65%.
Теперь вы понимаете, как шаг за шагом рассчитать объём газа, образующегося в результате химической реакции! Если у вас есть вопросы или требуется дополнительная помощь, не стесняйтесь спрашивать.
