Номер 8, страница 183 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 26. Неорганические и органические кислоты в свете теории электролитической диссоциации и протолитической теории - номер 8, страница 183.

Условие.

8. В 820 г 0,5%-ного раствора сернистой кислоты растворили ещё 11,2 л сернистого газа (н. у.). Рассчитайте массовую долю кислоты в полученном растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{раствора1}(H_2SO_3) = 820 \ г$

$\omega_1(H_2SO_3) = 0,5\%$

$V(SO_2) = 11,2 \ л \ (н.у.)$

Найти:

$\omega_2(H_2SO_3) - ?$

Решение:

1. Найдем массу сернистой кислоты ($H_2SO_3$) в исходном растворе. Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) определяется по формуле:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Отсюда масса вещества:

$m_{вещества} = \omega \cdot m_{раствора}$

Переведем массовую долю из процентов в доли: $0,5\% = 0,005$.

$m_1(H_2SO_3) = 0,005 \cdot 820 \ г = 4,1 \ г$

2. Сернистый газ (оксид серы(IV), $SO_2$) при растворении в воде образует сернистую кислоту. Запишем уравнение реакции:

$SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3$

3. Рассчитаем количество вещества ($\text{n}$) сернистого газа, используя его объем при нормальных условиях (н. у.) и молярный объем газа ($V_m = 22,4 \ л/моль$):

$n(SO_2) = \frac{V(SO_2)}{V_m} = \frac{11,2 \ л}{22,4 \ л/моль} = 0,5 \ моль$

4. По уравнению реакции из 1 моль $SO_2$ образуется 1 моль $H_2SO_3$, следовательно, количество вещества образовавшейся кислоты равно количеству вещества растворенного газа:

$n_{обр}(H_2SO_3) = n(SO_2) = 0,5 \ моль$

5. Найдем массу образовавшейся сернистой кислоты. Для этого сначала рассчитаем ее молярную массу ($\text{M}$):

$M(H_2SO_3) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) + 3 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 3 \cdot 16 = 82 \ г/моль$

Теперь найдем массу:

$m_{обр}(H_2SO_3) = n_{обр}(H_2SO_3) \cdot M(H_2SO_3) = 0,5 \ моль \cdot 82 \ г/моль = 41 \ г$

6. Общая масса сернистой кислоты в конечном растворе ($m_2(H_2SO_3)$) складывается из массы кислоты в исходном растворе и массы вновь образовавшейся кислоты:

$m_2(H_2SO_3) = m_1(H_2SO_3) + m_{обр}(H_2SO_3) = 4,1 \ г + 41 \ г = 45,1 \ г$

7. Масса конечного раствора ($m_{раствора2}$) равна сумме массы исходного раствора и массы растворенного газа $SO_2$. Найдем массу $SO_2$:

$M(SO_2) = A_r(S) + 2 \cdot A_r(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 64 \ г/моль$

$m(SO_2) = n(SO_2) \cdot M(SO_2) = 0,5 \ моль \cdot 64 \ г/моль = 32 \ г$

Теперь найдем массу конечного раствора:

$m_{раствора2} = m_{раствора1} + m(SO_2) = 820 \ г + 32 \ г = 852 \ г$

8. Наконец, рассчитаем массовую долю кислоты в полученном растворе:

$\omega_2(H_2SO_3) = \frac{m_2(H_2SO_3)}{m_{раствора2}} = \frac{45,1 \ г}{852 \ г} \approx 0,05293$

Выразим результат в процентах:

$\omega_2(H_2SO_3) \approx 0,05293 \cdot 100\% \approx 5,29\%$

Ответ: массовая доля кислоты в полученном растворе составляет 5,29%.