Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объемом 3 литра (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.
Решение:
Для определения массы меди, необходимой для реакции с концентрированной серной кислотой и получения оксида серы (IV) объемом 3 литра (н.у.) с учетом выхода оксида, следует выполнить следующие шаги:
1. Сначала определим, какое количество молей SO2 образуется в результате реакции. Для этого используем уравнение реакции:
Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + 2H2O + SO2
Из уравнения видно, что 1 моль меди (Cu) реагирует с 2 молями серной кислоты (H2SO4), образуя 1 моль SO2.
2. Объем газа 3 литра (н.у.) можно перевести в моли, используя условия нормальных условий (н.у.): 3 литра = 3/22.4 моль ≈ 0.134 моль SO2
3. Теперь учтем, что выход оксида составляет 90%, и найдем количество молей SO2, которое мы хотим получить:
0.134 моль * (1 / 0.9) ≈ 0.149 моль SO2
4. Теперь мы знаем количество молей SO2, которое нужно получить. Теперь можно рассчитать массу меди (Cu), учитывая соотношение молей в реакции.
Масса меди = количество молей Cu * молярная масса Cu
Молярная масса Cu ≈ 63.55 г/моль
Масса меди ≈ 0.149 моль * 63.55 г/моль ≈ 9.48 г
Таким образом, масса меди, которая вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой, чтобы получить 3 литра (н.у.) оксида серы (IV) с выходом 90%, составляет примерно 9.48 граммов.