Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты в реакциях, соответствующих вашему заданию. Рассчитайте, сколько граммов окислителя требуется для восстановления 10 г соответствующего реакции восстановителя.
Чтобы понять эту задачу, давайте разберем все шаги по порядку.
### Шаг 1: Определение главных компонентов реакции
В реакции участвуют медь (Cu) и азотная кислота (HNO₃). При реакции меди с азотной кислотой образуются нитрат меди (Cu(NO₃)₂), оксид азота (NO) и вода (H₂O).
### Шаг 2: Написание полного и ионного уравнения реакции
Полное уравнение реакции:
\[
\text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO} + 2\text{H}_2\text{O}
\]
Теперь давайте напишем ионное уравнение, выделяя только те части, которые участвуют в реакции:
1. **Медь (Cu)** — элемент в нулевом окислительном состоянии.
2. **Азотная кислота** диссоциирует на ионы:
\[
\text{H}^+ + \text{NO}_3^-
\]
Медь окисляется до ионов меди (Cu²⁺) и восстанавливает ионы нитрата (NO₃⁻) до оксида азота (NO).
### Шаг 3: Написание полных и электронных уравнений
Теперь у нас есть:
1. Окисление меди:
\[
\text{Cu} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2\text{e}^-
\]
2. Восстановление нитратов (по реакции с двумя ионами HNO₃):
\[
\text{2NO}_3^- + 4\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow 2\text{NO} + 2\text{H}_2\text{O}
\]
### Шаг 4: Составление сбалансированных электронных уравнений
Теперь складываем окисление и восстановление:
1. Окисление меди:
\[
\text{Cu} \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2\text{e}^-
\]
2. Восстановление нитратов (помним, что 2 электрона от меди идут на 2 нитрата):
\[
\text{2NO}_3^- + 4\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow 2\text{NO} + 2\text{H}_2\text{O}
\]
В итоге, всё уравнение выглядит так:
\[
\text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{NO} + 2\text{H}_2\text{O}
\]
### Шаг 5: Расчет необходимого количества окислителя
Теперь перейдём к расчету. Мы знаем, что для реакции требуется 4 молекулы HNO₃ для восстановления 1 молекулы Cu. Нам нужно рассчитать сколько граммов HNO₃ нужно для восстановления 10 г меди (Cu).
1. Молярная масса меди (Cu) = 63.5 г/моль.
2. Рассчитаем, сколько молей меди содержится в 10 г:
\[
\text{Количество моль Cu} = \frac{10 \, \text{г}}{63.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.157 \text{ моль}
\]
3. Для 1 моль Cu необходимо 4 моль HNO₃:
\[
\text{Количество моль HNO}_3 = 0.157 \text{ моль Cu} \times 4 \approx 0.628 \text{ моль HNO}_3
\]
4. Молярная масса HNO₃ = 63 г/моль. Рассчитаем массу HNO₃:
\[
\text{Масса HNO}_3 = 0.628 \text{ моль} \times 63 \text{ г/моль} \approx 39.51 \text{ г}
\]
### Ответ
Для восстановления 10 г меди необходимо примерно 39.51 г азотной кислоты (HNO₃).
8
Задай свой вопрос