Question

Помогите, пожалуйста, с задачей: при смешивании меди массой 2,8 г с избытком концентрированной азотной кислоты образовался газ. Найдите объем газа и его состав.

Answer 1

Пишем уравнение реакции меди с концентрированной азотной кислотой (если нужен баланс - допишу):
Cu + HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2(газ) + 2H2O

Находим количество меди:
n(Cu) = 2,8г/64г/моль = 0,04 моль 
По уравнению реакции n(Cu) = 1/2 n(NO2) => n(NO2) = 2n(Cu)

-------------------------
Или если более понятно, то пропорцией:
1   моль(Cu) = 2 моль(NO2)
0,04 моль(Cu) = x
x = 0,04 * 2 / 1 = 0,08.
-------------------------

n(NO2) = 0,04моль * 2 = 0,08 моль
v(NO2) = 0,08 моль * 22,4 л/моль (считаем условия нормальными) = 1,792 л.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам нужно использовать закон дополнительных объемов (закон Шарля) и знать химические реакции, происходящие при взаимодействии меди (Cu) с концентрированной азотной кислотой (HNO3).

Сначала определим химическую реакцию:

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Из этой реакции видно, что один моль меди (Cu) реагирует с 4 молями азотной кислоты (HNO3) и образует 2 моля оксида азота (NO2). Теперь мы можем использовать закон Шарля для нахождения объема газа:

V1/T1 = V2/T2

Где: V1 - начальный объем газа (который мы и ищем) T1 - начальная температура (обычно в Кельвинах) V2 - конечный объем газа (в данном случае это объем NO2) T2 - конечная температура (тоже в Кельвинах)

Теперь нам нужно найти количество молей NO2, чтобы затем использовать закон Шарля. Для этого мы можем использовать стехиометрию химической реакции.

Молярная масса Cu(NO3)2 = 63.5 + (2 * 14 + 3 * 16) = 63.5 + 28 + 48 = 139.5 г/моль

Молярная масса NO2 = 14 + 2 * 16 = 14 + 32 = 46 г/моль

Масса меди (Cu) = 2.8 г

Количество молей Cu = масса / молярная масса = 2.8 г / 63.5 г/моль = 0.044 моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль Cu дает 2 моля NO2. Таким образом, количество молей NO2 = 0.044 моль * 2 = 0.088 моль.

Теперь мы можем использовать закон Шарля:

V1/T1 = V2/T2

V1/T1 = (0.088 моль * 22.4 л/моль) / T1

Теперь нам нужно узнать начальную температуру (T1), которую обычно измеряют в Кельвинах. Для этого добавим 273.15 К к температуре в градусах Цельсия.

Поскольку условия задачи не указаны, мы предположим, что начальная температура близка к комнатной температуре, то есть около 298 К (25°C).

Теперь мы можем рассчитать V1:

V1 = (0.088 моль * 22.4 л/моль) / 298 К = 0.661 л

Таким образом, объем газа составляет 0.661 литра, и он состоит из оксида азота (NO2).