Номер 5, страница 15 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

Масса меди: $m(\text{Cu}) = 9.6 \text{ г}$
Практический выход газа: $\eta = 82 \text{ %}$

Перевод в СИ

Масса меди: $m(\text{Cu}) = 9.6 \text{ г} = 0.0096 \text{ кг}$
Молярный объем газа при нормальных условиях: $V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}$ (или $22.4 \times 10^{-3} \text{ м}^3/\text{моль}$)

Найти

Объем образовавшегося газа ($SO_2$) при нормальных условиях: $V(SO_2)$ - ? $\text{дм}^3$

Решение

Идентифицируем газ. Оксид серы, обесцвечивающий красители и используемый для отбеливания материалов, которые нельзя отбеливать хлором, – это сернистый газ ($SO_2$).

Напишем уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной серной кислотой: $Cu + 2H_2SO_4 \text{ (конц.)} \rightarrow CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$

Рассчитаем количество вещества меди: Молярная масса меди $M(\text{Cu}) = 63.5 \text{ г/моль}$ Количество вещества меди $n(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{M(\text{Cu})} = \frac{9.6 \text{ г}}{63.5 \text{ г/моль}} \approx 0.15118 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, 1 моль меди ($Cu$) образует 1 моль сернистого газа ($SO_2$). Следовательно, теоретическое количество вещества сернистого газа равно количеству вещества меди: $n_{\text{теор}}(SO_2) = n(\text{Cu}) = 0.15118 \text{ моль}$

Рассчитаем теоретический объем сернистого газа при нормальных условиях (н.у.). При н.у. молярный объем любого газа равен $V_m = 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}$: $V_{\text{теор}}(SO_2) = n_{\text{теор}}(SO_2) \times V_m = 0.15118 \text{ моль} \times 22.4 \text{ дм}^3/\text{моль} \approx 3.386 \text{ дм}^3$

Теперь учтем практический выход газа, который составляет 82 %: $V_{\text{практ}}(SO_2) = V_{\text{теор}}(SO_2) \times \frac{\eta}{100\%} = 3.386 \text{ дм}^3 \times \frac{82}{100} = 3.386 \text{ дм}^3 \times 0.82 \approx 2.77652 \text{ дм}^3$

Округлим результат до двух знаков после запятой: $2.78 \text{ дм}^3$.

Ответ: $2.78 \text{ дм}^3$