Сколько газа выделяется при реакции 4 граммов меди, в которых содержится 5% примесей, с концентрированной серной

Для решения данной задачи нам понадобятся знания о химической реакции между медью и серной кислотой. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O + SO_2\uparrow\]

Из уравнения видно, что при реакции образуется сернистый газ (SO2). Теперь давайте разберемся в самих числах.

1. Рассчитаем молярную массу меди (Cu):
Молярная масса Cu = 63,55 г/моль

2. Рассчитаем количество меди без примесей:
\(m_{\text{чистой меди}} = \frac{m_{\text{меди с примесями}}}{1 + \frac{\text{процент примесей}}{100}} = \frac{4}{1 + \frac{5}{100}} = \frac{4}{1 + 0,05}\)
\(m_{\text{чистой меди}} = \frac{4}{1,05} \approx 3,81\) грамма

3. Рассчитаем количество вещества чистой меди:
\(n_{\text{меди}} = \frac{m_{\text{чистой меди}}}{M_{\text{меди}}}\)
\(n_{\text{меди}} = \frac{3,81}{63,55} \approx 0,06\) моль

4. Согласно уравнению реакции, на 1 моль меди требуется 1 моль серной кислоты (H2SO4), то есть в данной реакции используется 0,06 моль серной кислоты.

5. Рассчитаем молярную массу серной кислоты (H2SO4):
Молярная масса H2SO4 = 98,09 г/моль

6. Рассчитаем массу серной кислоты, используемой в реакции:
\(m_{\text{H2SO4}} = n_{\text{H2SO4}} \times M_{\text{H2SO4}} = 0,06 \times 98,09 \approx 5,89\) г

7. А теперь расчет количества газа (SO2), выделившегося при реакции.

По уравнению реакции, на 1 моль меди образуется 1 моль SO2. Следовательно, на 0,06 моль меди образуется 0,06 моль SO2.

Молярная масса SO2 = 64,06 г/моль

А значит, масса SO2 равна:
\(m_{SO2} = n_{SO2} \times M_{SO2} = 0,06 \times 64,06 \approx 3,84\) г

Таким образом, в результате реакции 4 граммов меди, содержащих 5% примесей, с концентрированной серной кислотой образуется примерно 3,84 грамма сернистого газа (SO2).