Какой объем концентрированной серной кислоты плотностью 1,84 г/мл, в которой массовая доля кислоты составляет...

Для решения данной задачи, сначала найдем массу серной кислоты в растворе: Массовая доля кислоты = масса кислоты / общая масса раствора 100% 0,98 = масса кислоты / (V 1,84) 100% Масса кислоты = 0,98 V * 1,84

Зная, что масса меди равна 8г, мы можем составить уравнение реакции: H2SO4 + Cu -> CuSO4 + H2

Молярная масса меди (Cu) = 63,5 г/моль Молярная масса серной кислоты (H2SO4) = 98 г/моль

Моля Cu = 8г / 63,5 г/моль = 0,126 моль Моля H2SO4 = 0,126 моль

Таким образом, для полного растворения меди необходимо 0,126 моль серной кислоты.

0,126 моль = 0,126 * 98 г = 12,348 г серной кислоты

Теперь найдем объем концентрированной серной кислоты: 12,348 г = 0,98 V 1,84 V = 12,348 / (0,98 * 1,84) = 6,92 мл

Далее, найдем объем оксида серы (5), который выделится при этом. Уравнение реакции: 2H2SO4 + Cu = CuSO4 + 2H2O + SO2

Молярная масса SO2 = 64 г/моль Моля SO2 = 12,348 г / 98 г/моль = 0,126 моль

Объем SO2 при нормальных условиях (0°C, 1 атм) равен 22,4 л/моль. Таким образом, объем оксида серы (5), выделенный при реакции, составит: V = 0,126 моль * 22,4 л/моль = 2,82 л

Итак, для полного растворения меди массой 8г необходимо взять 6,92 мл концентрированной серной кислоты плотностью 1,84 г/мл, при этом выделится 2,82 л оксида серы (5) при нормальных условиях.

Для решения задачи нам необходимо воспользоваться несколькими химическими и математическими уравнениями.

1. Определение количества вещества меди:

Молярная масса меди (Cu) составляет 63,5 г/моль. Мы можем определить количество вещества меди, используя её массу:

[ n{\text{Cu}} = \frac{m{\text{Cu}}}{M_{\text{Cu}}} = \frac{8 \text{ г}}{63,5 \text{ г/моль}} \approx 0,126 \text{ моль} ]

1. Химическая реакция между медью и концентрированной серной кислотой:

[ \text{Cu} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{CuSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 ]

Из уравнения реакции видно, что 1 моль меди реагирует с 2 молями серной кислоты (H₂SO₄).

1. Определение количества вещества серной кислоты:

[ n_{\text{H}_2\text{SO}4} = 2 \cdot n{\text{Cu}} = 2 \cdot 0,126 \text{ моль} = 0,252 \text{ моль} ]

1. Определение массы серной кислоты:

Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет 98 г/моль.

[ m_{\text{H}_2\text{SO}4} = n{\text{H}_2\text{SO}4} \cdot M{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,252 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 24,696 \text{ г} ]

1. Определение массы концентрированной серной кислоты:

Из условия задачи известно, что массовая доля серной кислоты в растворе составляет 98%, то есть:

[ m{\text{раствора}} = \frac{m{\text{H}_2\text{SO}4}}{\omega{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{24,696 \text{ г}}{0,98} \approx 25,2 \text{ г} ]

1. Определение объема концентрированной серной кислоты:

Плотность раствора составляет 1,84 г/мл. Следовательно, мы можем найти объем раствора:

[ V{\text{раствора}} = \frac{m{\text{раствора}}}{\rho_{\text{раствора}}} = \frac{25,2 \text{ г}}{1,84 \text{ г/мл}} \approx 13,7 \text{ мл} ]

1. Определение объема оксида серы (IV):

Из уравнения реакции видно, что 1 моль меди образует 1 моль оксида серы (IV) (SO₂).

[ n_{\text{SO}2} = n{\text{Cu}} = 0,126 \text{ моль} ]

При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

[ V_{\text{SO}2} = n{\text{SO}2} \cdot V{\text{моль}} = 0,126 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 2,82 \text{ л} ]

Таким образом, для полного растворения меди массой 8 г необходимо взять около 13,7 мл концентрированной серной кислоты. При этом выделится около 2,82 л оксида серы (IV) (SO₂) при нормальных условиях.