Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3155362
А
Аноним
29 апреля 2025 15:40 · публичный вопрос
А
Аноним

при взаимодействии металлическими и или сконцентрированная азотной кислотой выделяется оксид азота образуется нитрат меди и вода такой объём оксида азота выделится в результате…

Запрос пользователя

При взаимодействии металлическими и или сконцентрированная азотной кислотой выделяется оксид азота образуется нитрат меди и вода такой объём оксида азота выделится в результате этой реакции если медь была получена восстановление 8 г оксида меди водородом

Ответ нейросети
29 апреля 2025 15:40

Давайте подробно разберём задачу.

Исходные данные и условия:

  • В реакции участвуют медь, концентрированная азотная кислота и водород.
  • В результате реакции выделяется оксид азота (NO), нитрат меди и вода.
  • Медь могла быть получена восстановлением 8 г оксида меди (II) водородом.

Шаг 1. Запишем химические уравнения

1. Восстановление оксида меди(II) водородом:

\[ \text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \]

Молекулярное отношение: 1 : 1

Это означает, что 8 г оксида меди(II) может быть восстановлено водородом.


Шаг 2. Рассчитаем количество вещества оксида меди(II) (\(\text{CuO}\))

Молярная масса \(\text{CuO}\):

\[ M_{CuO} = 63.5 + 16 = 79.5\, \text{г/моль} \]

Количество вещества:

\[ n_{CuO} = \frac{m}{M} = \frac{8\, \text{г}}{79.5\, \text{г/моль}} \approx 0.1006\, \text{моль} \]


Шаг 3. Определим количество водорода, необходимое для восстановления

Молярное отношение:

\[ \text{CuO} : \text{H}_2 = 1 : 1 \]

Количество водорода:

\[ n_{H_2} = n_{CuO} \approx 0.1006\, \text{моль} \]

Масса водорода:

\[ m_{H_2} = n_{H_2} \times M_{H_2} = 0.1006 \times 2 = 0.201\, \text{г} \]


Шаг 4. Уравнение реакции с азотной кислотой

Реакция с концентрированной азотной кислотой:

\[ 3 \text{Cu} + 8 \text{HNO}_3 \rightarrow 3 \text{Cu(NO}_3)_2 + 2 \text{NO} + 4 \text{H}_2\text{O} \]

Обратите внимание, что эта реакция показывает образование оксида азота (NO).


Шаг 5. Определим, как выделится NO

Из уравнения видно, что:

  • На 3 моля меди выделяется 2 моля NO.

Молярное отношение:

\[ 3\, \text{Cu} \rightarrow 2\, \text{NO} \]

Поскольку у нас есть 0.1006 моль \( \text{Cu} \) (после восстановления), то количество выделенного NO:

\[ n_{NO} = \frac{2}{3} \times n_{Cu} \]

Но тут важно понять, сколько медь у нас было первоначально, ведь после восстановления 8 г оксида меди (II).


Шаг 6. Расчет количества меди до реакции

Допустим, в начале у нас было \( n_{Cu_{initial}} \), которое полностью восстановилось до 8 г оксида. Тогда:

Молярное соотношение:

\[ \text{Медь (ift: +2)} \rightarrow \text{Оксид меди(II)} \]

Чтобы получить 8 г оксида, было нужно \( n_{CuO} \approx 0.1006\, \text{моль} \).

Это означает, что первоначально было:

\[ n_{Cu} = n_{CuO} \approx 0.1006\, \text{моль} \]

затем медь реагировала с кислородом и возвращается в виде оксида, а далее — использовалась в реакции с азотной кислотой для получения NO.


Итоговое решение:

  • Количество \( \text{NO} \), выделенного в реакции — это количество, пропорциональное количеству меди, участвующей в реакции.
  • По соотношениям реакции выделится:

\[ n_{NO} = \frac{2}{3} \times n_{Cu} \]

где \( n_{Cu} \approx 0.1006\, \text{моль} \).

Следовательно:

\[ n_{NO} \approx \frac{2}{3} \times 0.1006 \approx 0.0671\, \text{моль} \]


Шаг 7. Перевод в объем (при нормальных условиях)

Объем 1 моля газа при н.у. — 22,4 л.

Объем выделенного оксида азота:

\[ V_{NO} = n_{NO} \times 22,4 \approx 0.0671 \times 22,4 \approx 1.504\, \text{л} \]


Ответ:

При реакции выделится примерно 1.5 литров оксида азота (NO).


Если есть еще вопросы или нужно более подробно — обращайтесь!