Какой объем оксида серы (IV) получится при окислении 32 г меди с избытком концентрированной серной кислоты, если объемная доля выхода продукта реакции составляет 90%?

Химия 11 класс Окислительно-восстановительные реакции объем оксида серы окисление меди серная кислота химическая реакция выход продукта реакции молярная масса меди расчет объема газа Новый

Для решения данной задачи необходимо выполнить несколько шагов, включая расчет молей меди, определение количества образовавшегося оксида серы (IV) и учет выхода продукта реакции.

Шаг 1: Определение количества молей меди

Сначала найдем количество молей меди (Cu), используя его молярную массу. Молярная масса меди составляет примерно 63.5 г/моль.

Количество молей меди можно вычислить по формуле:

n(Cu) = m(Cu) / M(Cu),

где:

• n(Cu) - количество молей меди;
• m(Cu) - масса меди (32 г);
• M(Cu) - молярная масса меди (63.5 г/моль).

Подставляем значения:

n(Cu) = 32 г / 63.5 г/моль = 0.504 моль.

Шаг 2: Определение реакции и стехиометрии

При окислении меди с концентрированной серной кислотой образуется оксид серы (IV) (SO2) и сульфат меди (II) (CuSO4). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O.

Из уравнения видно, что 1 моль меди дает 1 моль оксида серы (IV).

Таким образом, количество образовавшегося оксида серы (IV) будет равно количеству молей меди:

n(SO2) = n(Cu) = 0.504 моль.

Шаг 3: Расчет объема оксида серы (IV)

Для нахождения объема газа при нормальных условиях (н.у.) используем закон Авогадро, согласно которому 1 моль газа занимает объем 22.4 литра.

Объем SO2 (при н.у.) можно вычислить по формуле:

V(SO2) = n(SO2) * 22.4 л/моль.

Подставляем значения:

V(SO2) = 0.504 моль * 22.4 л/моль = 11.2896 л.

Шаг 4: Учет выхода продукта реакции

Так как объемная доля выхода продукта реакции составляет 90%, то фактический объем оксида серы (IV) будет равен:

V(выход) = V(SO2) * (объемная доля выхода / 100).

Подставляем значения:

V(выход) = 11.2896 л * 0.90 = 10.16064 л.

Заключение

Таким образом, объем оксида серы (IV), который получится при окислении 32 г меди с избытком концентрированной серной кислоты, составит примерно 10.16 литров.