Номер 10, страница 63 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 13. Серный ангидрид и серная кислота. Глава 1. Неметаллы - номер 10, страница 63.

Условие.

10. Какой объём газа (н. у.) выделится при растворении 1,28 г меди в концентрированной серной кислоте?

Таблица 3

Свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты

Химические свойства

Реакция с металлами

Разбавленная: Реагирует с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода. Окислитель... Выделяется $H_2$. $Zn + H_2SO_4 \rightarrow ...$

Концентрированная: Реагирует с... Окислитель — $S^{+6}$. Выделяется... $Cu + H_2SO_{4 \text{ конц}} \rightarrow ...$

Кислотные свойства

$H_2SO_4 + Fe_2O_3 \rightarrow ...$

$H_2SO_4 + Cu(OH)_2 \rightarrow ...$

$H_2SO_4 + Na_2SO_3 \rightarrow ...$

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{Cu}) = 1,28 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{газ}) - ?$

Решение:

1. Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции. Согласно информации, представленной в таблице, медь реагирует с концентрированной серной кислотой. В этой реакции медь окисляется, а концентрированная серная кислота выступает в роли окислителя за счет атома серы в степени окисления $+6$, который восстанавливается. Продуктами реакции являются сульфат меди(II), оксид серы(IV) (сернистый газ) и вода.

Составим и уравняем уравнение реакции методом электронного баланса:

$Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{+2}$ | 1 (окисление)

$S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}$ | 1 (восстановление)

Суммарное уравнение реакции:

$Cu + 2H_2SO_4 (\text{конц.}) \rightarrow CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Газ, который выделяется в ходе реакции, — это оксид серы(IV), $SO_2$.

2. Вычислим количество вещества (моль) меди, вступившей в реакцию. Молярная масса меди $M(\text{Cu}) \approx 64 \text{ г/моль}$.

$n(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{M(\text{Cu})} = \frac{1,28 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль меди образуется 1 моль оксида серы(IV). Стехиометрическое соотношение $n(\text{Cu}) : n(SO_2)$ равно $1 : 1$.

Следовательно, количество вещества выделившегося газа равно количеству вещества меди:

$n(SO_2) = n(\text{Cu}) = 0,02 \text{ моль}$

4. Рассчитаем объём выделившегося газа при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объём любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(SO_2) = n(SO_2) \cdot V_m = 0,02 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,448 \text{ л}$

Ответ: объём выделившегося газа (оксида серы(IV)) при нормальных условиях составляет 0,448 л.