Сплав меди с оловом массой 20 г (массовая доля олова в сплаве 11,9%) поместили в соляную кислоту. Рассчитать...

Для решения этой задачи необходимо определить, какой газ выделяется при взаимодействии сплава меди с оловом и соляной кислотой, а также рассчитать объем этого газа.

1. Определение массы олова в сплаве:

   Массовая доля олова в сплаве составляет 11,9%, следовательно, масса олова в сплаве: [ m_{\text{Sn}} = \frac{11,9}{100} \times 20 \, \text{г} = 2,38 \, \text{г} ]

2. Реакция олова с соляной кислотой:

   Олово (Sn) реагирует с соляной кислотой (HCl) с образованием хлорида олова (II) (SnCl₂) и выделением водорода (H₂): [ \text{Sn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{SnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow ]

3. Расчет количества вещества олова:

   Молярная масса олова (Sn) составляет 118,71 г/моль. Количество вещества олова: [ n{\text{Sn}} = \frac{m{\text{Sn}}}{M_{\text{Sn}}} = \frac{2,38 \, \text{г}}{118,71 \, \text{г/моль}} \approx 0,02005 \, \text{моль} ]

4. Количество выделившегося водорода:

   Согласно уравнению реакции, на 1 моль олова выделяется 1 моль водорода. Следовательно, количество водорода, которое выделится: [ n_{\text{H}2} = n{\text{Sn}} = 0,02005 \, \text{моль} ]

5. Расчет объема выделившегося водорода:

   При нормальных условиях (н.у.), где температура равна 0°C (273,15 K), а давление — 1 атм (101,3 кПа), 1 моль идеального газа занимает объем 22,4 литра. Объем выделившегося водорода: [ V_{\text{H}2} = n{\text{H}_2} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 0,02005 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 0,449 \, \text{л} ]

Таким образом, при взаимодействии сплава олова с соляной кислотой выделится приблизительно 0,449 литра водорода.

Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения массы и закон Гей-Люссака. После вычислений можно получить, что объем выделившегося газа составит примерно 4,48 л.

Для начала определим массовую долю меди в сплаве. Массовая доля меди будет равна 100% - 11,9% = 88,1%.

Масса меди в сплаве: 20 г 88,1% = 17,62 г Масса олова в сплаве: 20 г 11,9% = 2,38 г

Далее рассчитаем количество молей каждого элемента в сплаве. Для этого воспользуемся их молярными массами: Медь (Cu) - 63,55 г/моль Олово (Sn) - 118,71 г/моль

Моль меди: 17,62 г / 63,55 г/моль ≈ 0,277 моль Моль олова: 2,38 г / 118,71 г/моль ≈ 0,02 моль

Так как соляная кислота реагирует с медью по уравнению: 2HCl + Cu -> CuCl2 + H2

Моль газа водорода, выделившегося при реакции, будет равно молю меди, так как на одну моль меди приходится образование одной моли H2.

Теперь рассчитаем объем выделившегося газа по уравнению состояния идеального газа: V = n * Vm

где V - объем газа (в литрах) n - количество молей газа Vm - молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль)

V = 0,277 моль * 22,4 л/моль ≈ 6,21 л

Итак, объем выделившегося газа при реакции сплава меди с оловом массой 20 г с соляной кислотой составит примерно 6,21 л.