34.08 Смеси

Напишем уравнения реакций:

2Cu + O₂ = 2CuO

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Масса смеси увеличивается из-за взаимодействия меди с кислородом. То есть масса добавившего кислорода = 2,24 граммов. Зная массу кислорода найдем его количество вещества:
n(O₂)= m(O₂)/ M(O₂)= 2,24 32 = 0,07 моль

Зная количество вещества кислорода, найдем количество вещества меди:
n(Cu) = 2n(O₂)= 2*0,07 = 0,14 моль
m(Cu)= n(Cu)*M(Cu)= 0,14*64 = 8,96 граммов

Зная общую массу смеси и массу меди, найдем массу оксида меди:
m(CuO)= m(смеси) – m(Cu)= 12,96 – 8,96 = 4 граммов
n(CuO)= m(CuO)/ M(CuO)= 4/80 = 0,05 моль

Зная количества веществ оксида меди и меди, найдем массу серной кислоты по уравнениям 2 и 3:
n₁(H₂SO₄)= n(CuO)= 0,05 моль
n₂(H₂SO₄)= 2n(Cu)= 2*0,14 = 0,28 моль
n(общее кол-во моль H₂SO₄)= n₁(H₂SO₄)+ n₂(H₂SO₄)= 0,05 + 0,28 = 0,33 моль
m(H₂SO₄)= n(H₂SO₄)*M(H₂SO₄)= 0,33*98 = 32,34 граммов

Зная массу серной кислоты и её массовую долю,найдем массу раствора серной кислоты:
m(раствора H₂SO₄)= m(H₂SO₄)/w(H₂SO₄)= 32,34 /0,96 = 33,7 граммов
Зная плотность и массу раствора серной кислоты, найдем объем серной кислоты:

V(H₂SO₄)= m(раствора H₂SO₄)/ ρ (раствора H₂SO₄)= 33,7/1,84 = 18,3 мл

Ответ: V(раствора H₂SO₄) = 18,3 мл