Похожие вопросы
2025-01-11 19:47:34
Какой объем газа выделится в реакции cu + hno3 = cu(no3)2 + h2, если масса меди (cu) составляет 3,2 г, а концентрация раствора hno3 равна 10% при общем объеме 150 г? Решите задачу, учитывая избыток и недостаток реагентов.
Химия 9 класс Химические реакции и расчеты по ним Объём газа реакция меди и HNO3 масса меди концентрация HNO3 задача по химии химические реакции избыток реагентов недостаток реагентов
2025-01-11 19:47:50
Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько шагов, включая расчет количества реагентов, определение молярных масс и применение стехиометрии реакции.
Шаг 1: Определение молярной массы меди (Cu)Молярная масса меди составляет приблизительно 63,5 г/моль. Это значение нам понадобится для расчета количества вещества меди.
Шаг 2: Расчет количества вещества меди (Cu)Используем формулу:
n = m / M
- где n - количество вещества (в молях),
- m - масса (в граммах),
- M - молярная масса (в г/моль).
Подставляем значения:
n(Cu) = 3,2 г / 63,5 г/моль ≈ 0,0504 моль.
Шаг 3: Определение концентрации раствора HNO3У нас есть 10% раствор HNO3 с общим объемом 150 г. Сначала найдем массу самого HNO3 в растворе:
масса HNO3 = 10% от 150 г = 0,10 * 150 г = 15 г.
Шаг 4: Определение молярной массы HNO3Молярная масса HNO3 составляет приблизительно 63 г/моль.
Шаг 5: Расчет количества вещества HNO3Теперь рассчитаем количество HNO3:
n(HNO3) = 15 г / 63 г/моль ≈ 0,238 моль.
Шаг 6: Определение соотношения реагентов в реакцииРеакция между медью и азотной кислотой выглядит так:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2 + 2NO2.
Из уравнения видно, что 1 моль меди реагирует с 4 моль HNO3.
Шаг 7: Определение, какой реагент является лимитирующимТеперь определим, сколько HNO3 нужно для 0,0504 моль Cu:
нужно HNO3 = 0,0504 моль Cu * 4 моль HNO3/1 моль Cu = 0,2016 моль HNO3.
У нас есть 0,238 моль HNO3, что больше, чем нужно. Значит, медь является лимитирующим реагентом.
Шаг 8: Расчет объема газа (H2), который выделитсяСогласно уравнению реакции, 1 моль Cu дает 2 моль H2. Следовательно, 0,0504 моль Cu даст:
н(H2) = 0,0504 моль Cu * 2 моль H2/1 моль Cu = 0,1008 моль H2.
Шаг 9: Применение закона Бойля-Мариотта для расчета объема газаПри нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Следовательно, объем H2 будет:
V(H2) = n(H2) * 22,4 л/моль = 0,1008 моль * 22,4 л/моль ≈ 2,26 литра.
Ответ: В результате реакции выделится примерно 2,26 литра газа H2.
