Номер 2, страница 149, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Для зарядки аккумулятора требуется серная кислота объемом 5 л с массовой долей кислоты 20%. Какая масса серной кислоты с массовой долей кислоты 95% потребуется для приготовления такого объема кислоты ($\rho= 1,142 \text{ г/мл}$)?

Ответ: 1202 г.

Дано:

$V_1 = 5 \text{ л}$ (объем конечного раствора)

$w_1 = 20\%$ (массовая доля кислоты в конечном растворе)

$\rho_1 = 1,142 \text{ г/мл}$ (плотность конечного раствора)

$w_2 = 95\%$ (массовая доля кислоты в исходном растворе)

$V_1 = 5 \text{ л} = 5000 \text{ мл}$

$w_1 = 20\% = 0,20$

$w_2 = 95\% = 0,95$

Найти:

$m_2$ - массу исходного 95% раствора серной кислоты.

Решение:

Для решения задачи необходимо сперва найти массу конечного 20% раствора серной кислоты, затем определить массу чистой серной кислоты в этом растворе. Эта масса чистой кислоты и будет той массой, которую мы должны взять из исходного 95% раствора. Зная массу чистой кислоты и ее массовую долю в исходном растворе, мы сможем найти массу всего исходного раствора.

1. Найдем массу конечного раствора ($m_1$) объемом 5 л, используя его плотность. Формула для расчета массы: $m = \\rho\cdot V$.

Переведем объем в миллилитры, чтобы единицы измерения соответствовали плотности: $V_1 = 5 \text{ л} = 5000 \text{ мл}$.

$m_1 = \rho_1 \cdot V_1 = 1,142 \frac{\text{г}}{\text{мл}} \cdot 5000 \text{ мл} = 5710 \text{ г}$.

Таким образом, масса 20% раствора серной кислоты составляет 5710 г.

2. Рассчитаем массу чистой серной кислоты ($m_{кислоты}$), которая содержится в 5710 г 20% раствора. Масса вещества в растворе вычисляется по формуле: $m_{вещества} = m_{раствора} \cdot w$, где $\text{w}$ — массовая доля вещества.

$m_{кислоты} = m_1 \cdot w_1 = 5710 \text{ г} \cdot 0,20 = 1142 \text{ г}$.

Итак, для приготовления нужного раствора требуется 1142 г чистой серной кислоты.

3. Эту массу чистой кислоты необходимо взять из исходного, более концентрированного 95% раствора. Найдем, какую массу 95% раствора ($m_2$) нужно взять, чтобы в ней содержалось 1142 г чистой серной кислоты. Для этого выразим массу раствора из формулы массовой доли: $m_{раствора} = \frac{m_{вещества}}{w}$.

$m_2 = \frac{m_{кислоты}}{w_2} = \frac{1142 \text{ г}}{0,95} \approx 1202,1 \text{ г}$.

Округляя до целого числа, получаем, что потребуется 1202 г 95% раствора серной кислоты.

Ответ: 1202 г.