Какой объем газов (н.у.) образуется при реакции 1,8 г угля с избытком 88%-ного раствора серной кислоты?

Для решения данной задачи, нам необходимо сначала записать уравнение реакции между углем и серной кислотой:

C + H2SO4 -> CO2 + SO2 + H2O

Из уравнения видно, что при реакции между углем и серной кислотой образуется углекислый газ (CO2), диоксид серы (SO2) и вода (H2O).

Далее, мы должны определить количество реагента (серной кислоты), необходимого для полного реагирования с 1,8 г угля.

Молярная масса серной кислоты (H2SO4) составляет 98 г/моль.

Теперь давайте рассмотрим, сколько моль серной кислоты нам нужно для 1,8 г угля.

Молярная масса угля (C) составляет примерно 12 г/моль.

Масса и количество молей можно связать с помощью формулы:

масса = количество молей x молярная масса

Исходя из этого, мы можем рассчитать количество молей угля:

количество молей = масса / молярная масса = 1,8 г / 12 г/моль = 0,15 моль угля

Теперь, учитывая коэффициенты перед реагентами в уравнении реакции, мы можем сказать, что для 0,15 моль угля нам понадобится 0,15 моль серной кислоты.

Теперь мы должны определить количество серной кислоты в граммах для этой молекулярной массы:

масса = количество молей x молярная масса = 0,15 моль x 98 г/моль = 14,7 г

Как видно из условия задачи, у нас имеется избыток 88%-ного раствора серной кислоты.

Это означает, что в 100 г раствора содержится 88 г серной кислоты и 12 г воды.

Теперь, чтобы вычислить количество серной кислоты, содержащейся в избытке раствора, мы можем использовать следующую формулу:

количество серной кислоты = (количество массы раствора x процент серной кислоты) / общий процент раствора

Общий процент раствора = (количество массы раствора x процент серной кислоты) + (количество массы раствора x процент воды)

В случае нашей задачи, количество массы раствора равно 100 г.

Теперь мы можем рассчитать количество серной кислоты в избытке раствора:

количество серной кислоты = (100 г x 88%) / 100% = 88 г

Теперь, имея все это, мы можем рассчитать количество газов, образующихся в реакции.

В уравнении реакции указано, что каждый моль угля приводит к образованию одного моля углекислого газа (CO2) и одного моля диоксида серы (SO2). Также в уравнении реакции указано, что при реакции образуется вода (H2O), но в данной задаче нас интересует только газообразные продукты.

Таким образом, для 0,15 моль угля мы получим:

0,15 моль CO2 и 0,15 моль SO2.

Мы должны перевести эти моли в объем газов в стандартных условиях (н.у.), используя уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), где P — давление, V — объем, n — количество молей, R — универсальная газовая постоянная и T — температура.

В стандартных условиях (н.у.) давление равно 1 атмосфере (атм), а температура равна 273 Кельвина (К).

Подставив эти значения в уравнение состояния идеального газа, мы можем рассчитать объем газов:

V = nRT / P

Для расчета объема углекислого газа (CO2), учитываемые значения:

n = 0,15 моль
R = 0,0821 л * атм / K * моль (универсальная газовая постоянная)
P = 1 атм

V(CO2) = 0,15 моль x 0,0821 л * атм / K * моль x 273 К / 1 атм = 3,993 л (округляем до 4 л)

Аналогично мы можем рассчитать объем диоксида серы (SO2):

V(SO2) = 0,15 моль x 0,0821 л * атм / K * моль x 273 К / 1 атм = 3,993 л (округляем до 4 л)

Таким образом, при реакции 1,8 г угля с избытком 88%-ного раствора серной кислоты образуется 4 л углекислого газа и 4 л диоксида серы.