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...
Ответы
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%.