Какую массу меди нужно использовать для реакции с избытком концентрированной азотной кислоты, чтобы получить 2,1 л (н. у) оксида азота (IV), если объемная доля выхода этого оксида составляет 94%?

Химия 9 класс Реакции металлов с кислотами масса меди реакция с азотной кислотой оксид азота (IV) объемная доля химия 9 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно следовать нескольким шагам. Начнем с того, что определим, сколько молей оксида азота (IV) нам нужно получить, а затем найдем массу меди, необходимую для этой реакции.

Шаг 1: Определение количества молей оксида азота (IV)

Сначала мы используем формулу для расчета количества молей газа:

n = V / Vм

где:

• n - количество молей газа
• V - объем газа (в данном случае 2,1 л)
• Vм - молярный объем газа при нормальных условиях (н. у.), который равен 22,4 л/моль.

Подставим значения:

n = 2,1 л / 22,4 л/моль ≈ 0,09375 моль

Шаг 2: Учет выхода оксида

Поскольку объемная доля выхода оксида составляет 94%, нам нужно рассчитать фактическое количество молей, которое мы должны получить:

n(фактическое) = n(расчетное) / (выход / 100)

Подставляем значения:

n(фактическое) = 0,09375 моль / (94 / 100) ≈ 0,0994 моль

Шаг 3: Определение стехиометрии реакции

Реакция меди с концентрированной азотной кислотой выглядит следующим образом:

3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 4 H2O

Из уравнения видно, что 3 моль меди дают 2 моль оксида азота (IV). Поэтому мы можем составить пропорцию:

3 моль Cu → 2 моль NO2

Таким образом, для 0,0994 моль NO2 нам нужно:

n(Cu) = (3 моль Cu / 2 моль NO2) * n(NO2)

Подставляем значения:

n(Cu) = (3 / 2) * 0,0994 моль ≈ 0,1491 моль

Шаг 4: Вычисление массы меди

Теперь мы можем найти массу меди, используя формулу:

m = n * M

где:

• m - масса вещества
• n - количество молей
• M - молярная масса меди (Cu), которая равна 63,5 г/моль.

Подставляем значения:

m = 0,1491 моль * 63,5 г/моль ≈ 9,47 г

Ответ:

Для реакции с избытком концентрированной азотной кислоты, чтобы получить 2,1 л оксида азота (IV) с выходом 94%, необходимо использовать примерно 9,47 граммов меди.