Вопрос школьника
После прокаливания 25 г Cu(NO3)2масса твердого остатка составила 22,84 г. Определите объем (дм3, н. у.) кислорода, выделившегося при прокаливании.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон пропорций Лавуазье-Лапласа, который гласит, что объем газа, выделившегося при химической реакции, пропорционален количеству вещества, участвующего в реакции.
Сначала найдем количество вещества Cu(NO3)2, которое было прокаливано. Для этого вычтем массу твердого остатка от начальной массы Cu(NO3)2:
m(Cu(NO3)2) = m(начальная) — m(остаток) = 25 г — 22,84 г = 2,16 г
Затем найдем количество молей Cu(NO3)2:
n(Cu(NO3)2) = m(Cu(NO3)2) / M(Cu(NO3)2)
где M(Cu(NO3)2) — молярная масса Cu(NO3)2, равная сумме масс атомов меди, азота и кислорода в молекуле Cu(NO3)2:
M(Cu(NO3)2) = 63,5 г/моль + 14 г/моль + 3 х 16 г/моль = 187,5 г/моль
Подставляем значения:
n(Cu(NO3)2) = 2,16 г / 187,5 г/моль = 0,0115 моль
Так как в реакции прокаливания Cu(NO3)2 выделяется кислород, то количество молей кислорода, выделившегося при реакции, равно количеству молей Cu(NO3)2:
n(O2) = n(Cu(NO3)2) = 0,0115 моль
Наконец, найдем объем кислорода при нормальных условиях (н. у.), используя уравнение состояния идеального газа:
V(O2) = n(O2) x Vm / N
где Vm — молярный объем газа при н. у., равный 22,4 л/моль, а N — число частиц в моле, равное постоянной Авогадро (6,02 х 10^23 моль^-1).
Подставляем значения:
V(O2) = 0,0115 моль x 22,4 л/моль / 6,02 х 10^23 моль^-1 = 4,27 х 10^-5 л = 4,27 мл
Ответ: объем кислорода, выделившегося при прокаливании 25 г Cu(NO3)2, равен 4,27 мл при нормальных условиях.
