Question

На избыток меди подействовали 20%-м раствором азотной кислоты объемом 210 мл (р = 1.2 г\мл). Вычислите объем (н. у.) выделившегося газа.

Answer 1

3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
Рассчитаем количество вещества азотной кислоты: n(HNO₃)=(p*V*W)/М=(1,2*210*0,2)/63=0,8 моль
По уравнению реакции:
n(NO) = 1/4n(HNO₃) = 0,8*1/4= 0,2 моль
V(NO)  = Vm*n = 22,4л/моль*0,2моль = 4,48л
Ответ: 4,48 л

Answer 2

Эта задача является типичным примером реакции металла с кислотой, которая приводит к выделению водорода в газообразном состоянии:

Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + H2↑

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль меди требуется два моля азотной кислоты и выделяется один моль водорода. Для решения задачи мы можем использовать эту информацию и провести несколько преобразований единиц измерения.

1. Найдем массу меди:

m(Cu) = ρV = 1.2 г/мл × 0.21 л = 0.252 г

2. Найдем количество молей меди:

n(Cu) = m/M(Cu) = 0.252 г / 63.5 г/моль = 0.00397 моль

3. Найдем количество молей азотной кислоты, которое реагировало с медью:

n(HNO3) = (V × С) / 1000 = (0.21 л × 20%) / 1000 / 2 моль/л = 0.0021 моль

Обратите внимание, что мы делим объем раствора на 2, так как концентрация дана в процентах по объему для 20%-ного раствора.

4. Поскольку реагенты реагируют в соотношении 1:2, количество молей водорода, выделившегося при реакции, будет равно половине количества молей азотной кислоты:

n(H2) = n(HNO3) / 2 = 0.0021 моль / 2 = 0.00105 моль

5. Наконец, найдем объем выделившегося газа по уравнению состояния идеального газа:

V(H2) = n(H2) × R × T / P

где R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление в Паскалях.

Примем температуру равной комнатной (около 298 К) и давление равным атмосферному (101325 Па).

Тогда V(H2) = 0.00105 моль × 8.31 Дж/(моль·К) × 298 К / 101325 Па = 23.6 мл (или 0.0236 л).

Ответ: объем выделившегося газа составляет 23.6 мл.