Номер 6, страница 155 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Какую массу меди требуется взять для получения 5,6 л (н. у.) оксида азота(IV)?

Дано:

$V(NO_2) = 5,6$ л

Условия: н. у. (нормальные условия)

Перевод в систему СИ:

$V(NO_2) = 5,6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(Cu)$ - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение реакции получения оксида азота(IV) ($NO_2$) из меди ($Cu$). Данный продукт образуется при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$).

1. Составим и уравняем уравнение химической реакции:

$Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O$

2. Найдём количество вещества оксида азота(IV), объём которого дан в условии. Так как объём измерен при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объём газа $V_m = 22,4$ л/моль.

Количество вещества $n$ вычисляется по формуле:

$n(NO_2) = \frac{V(NO_2)}{V_m}$

Подставим числовые значения:

$n(NO_2) = \frac{5,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции найдём количество вещества меди ($Cu$), которое необходимо для получения 0,25 моль $NO_2$. Из стехиометрических коэффициентов уравнения следует, что из 1 моль меди образуется 2 моль оксида азота(IV).

Составим соотношение на основе коэффициентов:

$\frac{n(Cu)}{1} = \frac{n(NO_2)}{2}$

Следовательно, количество вещества меди в два раза меньше количества вещества оксида азота(IV):

$n(Cu) = \frac{n(NO_2)}{2} = \frac{0,25 \text{ моль}}{2} = 0,125 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу меди, зная её количество вещества и молярную массу. Молярная масса меди $M(Cu) \approx 64$ г/моль.

Масса $m$ вычисляется по формуле:

$m = n \cdot M$

$m(Cu) = n(Cu) \cdot M(Cu) = 0,125 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 8 \text{ г}$

Ответ: для получения 5,6 л оксида азота(IV) потребуется 8 г меди.