Задача № 2 • Определите, какая масса меди вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%.

Для решения данной задачи необходимо:

1. Записать уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной серной кислотой.
2. Рассчитать теоретический объем оксида серы (IV), который должен выделиться при взаимодействии меди с серной кислотой.
3. Рассчитать практическое количество вещества оксида серы (IV), учитывая выход реакции.
4. Рассчитать количество вещества меди, которое вступило в реакцию.
5. Рассчитать массу меди, вступившей в реакцию.

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной серной кислотой:

$$Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O$$

2. Рассчитаем теоретический объем оксида серы (IV), который должен выделиться при взаимодействии меди с серной кислотой.

Так как выход оксида серы (IV) составляет 90%, то практический объем оксида серы (IV) составляет 3 литра. Найдем теоретический объем:

$$Выход = \frac{V_{практический}}{V_{теоретический}} \cdot 100 \%$$ $$V_{теоретический} = \frac{V_{практический}}{Выход} \cdot 100 \%$$ $$V_{теоретический} = \frac{3 \, л}{90 \%} \cdot 100 \% = 3.33 \, л$$

3. Рассчитаем количество вещества оксида серы (IV):

$$n(SO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{3.33 \, л}{22.4 \, л/моль} = 0.149 \, моль$$

4. Рассчитаем количество вещества меди, которое вступило в реакцию.

По уравнению реакции, количество вещества меди равно количеству вещества оксида серы (IV):

$$n(Cu) = n(SO_2) = 0.149 \, моль$$

5. Рассчитаем массу меди, вступившей в реакцию.

$$m(Cu) = n(Cu) \cdot M(Cu) = 0.149 \, моль \cdot 64 \, г/моль = 9.54 \, г$$

Ответ: 9.54 г.