Номер 3, страница 81 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 17. Способы выражения концентрации растворов. Глава IV. Растворы - номер 3, страница 81.

Условие.

3. Для нейтрализации 4 г гидроксида натрия потребуется 0,1 М раствор серной кислоты объёмом

1) 250 мл

2) 500 мл

3) 50 мл

4) 0,25 мл

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса гидроксида натрия: $m(NaOH) = 4 \text{ г}$

Молярная концентрация раствора серной кислоты: $C(H_2SO_4) = 0,1 \text{ М}$ (моль/л)

Перевод данных в систему СИ:

$m(NaOH) = 4 \text{ г} = 0,004 \text{ кг}$

$C(H_2SO_4) = 0,1 \text{ моль/л} = 0,1 \frac{\text{моль}}{10^{-3} \text{м}^3} = 100 \text{ моль/м}^3$

Найти:

Объём раствора серной кислоты: $V(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации гидроксида натрия серной кислотой. В результате реакции образуются соль (сульфат натрия) и вода.

$2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Из уравнения реакции видно, что для нейтрализации 2 моль гидроксида натрия требуется 1 моль серной кислоты. Таким образом, их количества соотносятся как $n(NaOH) : n(H_2SO_4) = 2 : 1$.

2. Рассчитаем молярную массу гидроксида натрия ($NaOH$). Используем относительные атомные массы элементов: $Ar(Na) = 23$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) гидроксида натрия массой 4 г.

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрическое соотношение из уравнения реакции, определим количество вещества серной кислоты, которое потребуется для полной нейтрализации.

$n(H_2SO_4) = \frac{1}{2} \times n(NaOH) = \frac{1}{2} \times 0,1 \text{ моль} = 0,05 \text{ моль}$

5. Зная молярную концентрацию ($C$) и количество вещества ($n$) серной кислоты, найдем необходимый объём ($V$) её раствора по формуле $V = \frac{n}{C}$.

$V(H_2SO_4) = \frac{n(H_2SO_4)}{C(H_2SO_4)} = \frac{0,05 \text{ моль}}{0,1 \text{ моль/л}} = 0,5 \text{ л}$

6. Переведем полученный объём в миллилитры, поскольку варианты ответа даны в этой единице измерения (1 л = 1000 мл).

$V = 0,5 \text{ л} \times 1000 \frac{\text{мл}}{\text{л}} = 500 \text{ мл}$

Полученный результат соответствует варианту ответа 2).

Ответ:

Для нейтрализации 4 г гидроксида натрия потребуется 500 мл 0,1 М раствора серной кислоты. Это соответствует варианту ответа 2).