Question

Какой объём водорода, измеренный при нормальных условиях потребуется для восстановления до металла 30г оксида меди (II)

Answer 1

дано:                  Решение:

m(СuO)-30              30г   х

Mr(CuO)-80            СuO+H2--Сu+ H2O

V(н.у.)22.4             80г  22.4

V(H2)-?                1. Решаем пропорцией

                                 30 =   х

                                 80    22.4    х= 30  22,4
                                                            80   

                               х= 8,4 л

Ответ: V(H2)=8,4 л

                               

Answer 2

Для определения объема водорода, необходимого для восстановления 30 г оксида меди(II) (CuO) до металлического состояния, нужно рассмотреть химическую реакцию восстановления.

Уравнение реакции восстановления меди(II) оксида водородом выглядит следующим образом:

\[ \text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что одна молекула меди(II) оксида реагирует с одной молекулой водорода, образуя медь и воду. Молярная масса меди равна примерно 63,55 г/моль, а молярная масса водорода равна примерно 2 г/моль.

Итак, сначала нужно выразить количество молей оксида меди(II):

\[ \text{Моли CuO} = \frac{\text{Масса CuO}}{\text{Молярная масса CuO}} \]

\[ \text{Моли CuO} = \frac{30\, \text{г}}{63,55\, \text{г/моль}} \]

\[ \text{Моли CuO} \approx 0,472\, \text{моль} \]

Теперь, учитывая, что каждая моль меди(II) оксида реагирует с одной молью водорода, количество молей водорода также будет равно 0,472 моль.

Теперь вычислим объем водорода при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферное давление). Объем газа можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где: - \( P \) - давление (в данном случае 1 атмосфера), - \( V \) - объем, - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (\(0,0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К}\)), - \( T \) - температура в Кельвинах.

Мы ищем объем (\( V \)), поэтому можем переупорядочить уравнение:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Подставим значения:

\[ V = \frac{0,472\, \text{моль} \cdot 0,0821\, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{К} \cdot 273\, \text{К}}{1\, \text{атм}} \]

\[ V \approx 10,48\, \text{л} \]

Таким образом, примерно 10,48 литра водорода при нормальных условиях потребуется для восстановления 30 г оксида меди(II) до металлического состояния.