Номер 2, страница 11, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Рассчитайте объем (н. у.) аммиака, необходимого для полной нейтрализации 120 г раствора 20% серной кислоты.

Ответ: 10,97 л.

2. Дано:

$m_{р-ра}(H_2SO_4) = 120$ г

$\omega(H_2SO_4) = 20\%$

Перевод в СИ:

$m_{р-ра}(H_2SO_4) = 0.12$ кг

$\omega(H_2SO_4) = 0.20$ (безразмерная величина)

Найти:

$V(NH_3)$ (н. у.) - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить следующие шаги:

1. Написать уравнение химической реакции нейтрализации серной кислоты аммиаком. Аммиак ($NH_3$) является основанием, а серная кислота ($H_2SO_4$) — двухосновной кислотой. При их взаимодействии образуется сульфат аммония ($(NH_4)_2SO_4$).

$2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$

2. Рассчитать массу чистой серной кислоты, содержащейся в растворе. Масса вещества в растворе вычисляется по формуле:

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

$m(H_2SO_4) = 120 \text{ г} \cdot 0.20 = 24$ г

3. Найти количество вещества (в молях) серной кислоты. Для этого сначала вычислим молярную массу серной кислоты $M(H_2SO_4)$:

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot M(H) + M(S) + 4 \cdot M(O) = 2 \cdot 1.008 + 32.06 + 4 \cdot 16.00 \approx 98.08$ г/моль (для расчетов часто используют округленное значение 98 г/моль)

Теперь рассчитаем количество вещества $n(H_2SO_4)$:

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{24 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0.2449$ моль

4. Используя уравнение реакции, определить, какое количество вещества аммиака потребуется для полной нейтрализации. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, на 1 моль серной кислоты реагирует 2 моль аммиака.

$\frac{n(NH_3)}{2} = \frac{n(H_2SO_4)}{1} \Rightarrow n(NH_3) = 2 \cdot n(H_2SO_4)$

$n(NH_3) = 2 \cdot 0.2449 \text{ моль} = 0.4898$ моль

5. Рассчитать объем аммиака при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях (температура 0o C и давление 1 атм) молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(NH_3) = n(NH_3) \cdot V_m$

$V(NH_3) = 0.4898 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 10.97152$ л

Округляя до сотых, получаем 10,97 л.

Ответ: 10,97 л.