Номер 5, страница 13 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m(Cu) = 19,2 \text{ г}$

Концентрированная серная кислота в избытке.

Практический выход $\eta = 80 \ %$

Перевод в СИ:

Масса меди уже дана в граммах, что удобно для расчетов молярной массы. Объем газа нужно найти в $дм^3$, что эквивалентно литрам ($1 \text{ дм}^3 = 1 \text{ л}$), также удобно для использования молярного объема при н.у. ($22,4 \text{ л/моль}$).

Найти:

$V(SO_2)$ - объем оксида серы(IV) при н.у. ($дм^3$).

Решение:

1. Идентификация оксида серы:

Оксид серы, обладающий дезинфицирующим действием, который используется для обработки хранилищ сельскохозяйственной продукции, – это сернистый газ (оксид серы(IV)), химическая формула которого $SO_2$.

2. Написание уравнения реакции:

Медь реагирует с концентрированной серной кислотой по следующему уравнению:

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

3. Расчет количества вещества меди:

Молярная масса меди $M(Cu) = 63,5 \text{ г/моль}$.

Количество вещества меди $n(Cu)$ рассчитывается по формуле:

$n(Cu) = \frac{m(Cu)}{M(Cu)}$

$n(Cu) = \frac{19,2 \text{ г}}{63,5 \text{ г/моль}} \approx 0,30236 \text{ моль}$

4. Расчет теоретического количества вещества $SO_2$:

Согласно уравнению реакции, 1 моль $Cu$ образует 1 моль $SO_2$. Следовательно, теоретическое количество вещества $SO_2$ равно количеству вещества меди:

$n_{теор}(SO_2) = n(Cu) \approx 0,30236 \text{ моль}$

5. Расчет теоретического объема $SO_2$ при нормальных условиях:

Молярный объем газа при нормальных условиях $V_m = 22,4 \text{ дм}^3\text{/моль}$.

Теоретический объем $SO_2$ рассчитывается по формуле:

$V_{теор}(SO_2) = n_{теор}(SO_2) \times V_m$

$V_{теор}(SO_2) = 0,30236 \text{ моль} \times 22,4 \text{ дм}^3\text{/моль} \approx 6,7729 \text{ дм}^3$

6. Расчет практического объема $SO_2$ с учетом выхода реакции:

Практический выход газа равен 80 %, или 0,8.

$V_{практ}(SO_2) = V_{теор}(SO_2) \times \frac{\eta}{100\%}$

$V_{практ}(SO_2) = 6,7729 \text{ дм}^3 \times 0,80 \approx 5,4183 \text{ дм}^3$

Округляем до трех значащих цифр, как в исходных данных (19,2 г):

$V_{практ}(SO_2) \approx 5,42 \text{ дм}^3$

Ответ: $5,42 \text{ дм}^3$