Question

3,2 г меди погрузили в концентрированный раствор серной кислоты. Образовавшийся газ растворяли в 50 г воды. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в образовавшемся растворе. Пж... ​

Answer 1

Для решения задачи нужно использовать химическое уравнение реакции меди с серной кислотой:

Cu + 2H₂SO₄ -> CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Из уравнения видно, что образуется сернистый газ SO₂. Чтобы рассчитать массовую долю серной кислоты в растворе, необходимо:

Рассчитать количество сернистого газа, образовавшегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением и законом Дальтона:

m(SO₂) = n(SO₂) * M(SO₂) = PV / RT * M(SO₂),

где m - масса газа, n - количество вещества, V - объем, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление, M - молярная масса.

Учитывая, что V = 50 мл = 0,05 л, T = 273 + 25 = 298 К, P = p₀ - pd, где p₀ - атмосферное давление (101325 Па), pd - парциальное давление водяного пара (находим из таблиц, например, 3170 Па при 25 ℃), а M(SO₂) = 64 г/моль, получим:

m(SO₂) = (101325 - 3170) * 0.05 / 8,31 / 298 * 64 = 1,18 г.

Рассчитать количество серной кислоты, которое было использовано в реакции.

Масса H₂SO₄ в реакции:

2H₂SO₄ = 298 + 416 = 196 + 64 = 260 г/моль

Количество H₂SO₄ в реакции:

n = m / M = 3,2 / 260 = 0,0123 моль

Рассчитать массовую долю серной кислоты в растворе.

Масса воды в растворе: 50 г = 0,05 кг.

Массовая доля H₂SO₄ в растворе:

x = n(H₂SO₄) * M(H₂SO₄) / m(раствор) * 100% = 0,0123 * 260 / (0,05 + 0,0123 * 98) * 100% = 3,07%.

Ответ: массовая доля серной кислоты в образовавшемся растворе составляет 3,07%.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения массы и знать, что масса всех компонентов в исходной системе равна массе всех компонентов в конечной системе.

1. Сначала рассчитаем количество моль серной кислоты, которое реагировало с медью. Для этого нам понадобится молярная масса серной кислоты (H2SO4).

Молярная масса H2SO4 = 2(1.01 г/моль) + 32.07 г/моль + 4(16.00 г/моль) = 98.09 г/моль.

Теперь мы можем рассчитать количество моль H2SO4 в 3.2 г меди:

Масса H2SO4 = Количество моль x Молярная масса Количество моль H2SO4 = 3.2 г / 98.09 г/моль ≈ 0.0326 моль H2SO4

2. Далее, мы знаем, что образовался газ, который растворили в 50 г воды. Поскольку мы не знаем ничего о газе, давайте предположим, что это водород (H2) (поскольку серная кислота часто реагирует с металлами, образуя водород). Тогда мы можем рассчитать количество моль водорода:

Мольная масса водорода (H2) = 2(1.01 г/моль) = 2.02 г/моль.

Количество моль водорода = Масса H2 / Мольная масса H2 Количество моль водорода = 50 г / 2.02 г/моль ≈ 24.75 моль H2

3. Согласно уравнению реакции, одна моль серной кислоты (H2SO4) реагирует с одной молью водорода (H2). Таким образом, количество моль H2SO4, которое реагировало, равно количеству моль H2:

Количество моль H2SO4 = 24.75 моль

4. Теперь мы можем рассчитать массовую долю серной кислоты в образовавшемся растворе:

Массовая доля H2SO4 = (Масса H2SO4 / Общая масса раствора) x 100%

Общая масса раствора = Масса H2SO4 + Масса воды = (0.0326 моль x 98.09 г/моль) + 50 г ≈ 83.06 г

Массовая доля H2SO4 = (0.0326 моль x 98.09 г/моль) / 83.06 г x 100% ≈ 38.76%

Итак, массовая доля серной кислоты в образовавшемся растворе составляет примерно 38.76%.