Номер 7, страница 99 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Вещества и их свойства. Параграф 18. Неорганические и органические кислоты. Примените свои знания - номер 7, страница 99.

Условие.

7. Определите массу 20%-ного раствора серной кислоты, необходимой для нейтрализации 112 г 5%-ного раствора гидроксида калия.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{р-ра}(KOH) = 112 \text{ г}$

$\omega(KOH) = 5\% = 0.05$

$\omega(H_2SO_4) = 20\% = 0.20$

Найти:

$m_{р-ра}(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции нейтрализации между серной кислотой ($H_2SO_4$) и гидроксидом калия ($KOH$):

$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

2. Рассчитаем массу чистого гидроксида калия, содержащегося в 112 г его 5%-ного раствора. Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора на его массовую долю:

$m(KOH) = m_{р-ра}(KOH) \cdot \omega(KOH) = 112 \text{ г} \cdot 0.05 = 5.6 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы реагентов, используя периодическую таблицу химических элементов:

Молярная масса гидроксида калия:

$M(KOH) = M(K) + M(O) + M(H) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

Молярная масса серной кислоты:

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot M(H) + M(S) + 4 \cdot M(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) гидроксида калия по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{5.6 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, на нейтрализацию 2 моль $KOH$ требуется 1 моль $H_2SO_4$. Определим количество вещества серной кислоты, необходимое для реакции:

$n(H_2SO_4) = \frac{1}{2} \cdot n(KOH) = \frac{1}{2} \cdot 0.1 \text{ моль} = 0.05 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу чистой серной кислоты, которая соответствует найденному количеству вещества:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.05 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 4.9 \text{ г}$

7. Наконец, найдем массу 20%-ного раствора серной кислоты, в котором содержится 4.9 г чистого вещества:

$m_{р-ра}(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{\omega(H_2SO_4)} = \frac{4.9 \text{ г}}{0.20} = 24.5 \text{ г}$

Ответ: для нейтрализации потребуется 24.5 г 20%-ного раствора серной кислоты.