Номер 10, страница 111 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 25. Кислоты, их классификация и химические свойства. Глава 3. Основные классы неорганических соединений - номер 10, страница 111.

10. К 980 мл $40 \%$-ного раствора серной кислоты (плотность $1,3 \text{ г/мл}$) добавили 120 мл воды. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Дано:

$V_1(\text{р-ра } H_2SO_4) = 980 \text{ мл}$

$\omega_1(H_2SO_4) = 40\% = 0,4$

$\rho_1(\text{р-ра } H_2SO_4) = 1,3 \text{ г/мл}$

$V(H_2O) = 120 \text{ мл}$

$\rho(H_2O) \approx 1 \text{ г/мл}$

$V_1(\text{р-ра } H_2SO_4) = 980 \text{ мл} = 980 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0,00098 \text{ м}^3$

$\rho_1(\text{р-ра } H_2SO_4) = 1,3 \text{ г/мл} = 1,3 \cdot \frac{10^{-3} \text{ кг}}{10^{-6} \text{ м}^3} = 1300 \text{ кг/м}^3$

$V(H_2O) = 120 \text{ мл} = 120 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0,00012 \text{ м}^3$

$\rho(H_2O) = 1 \text{ г/мл} = 1 \cdot \frac{10^{-3} \text{ кг}}{10^{-6} \text{ м}^3} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$\omega_2(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Первым шагом найдем массу исходного 40%-го раствора серной кислоты ($m_1(\text{р-ра})$). Масса раствора вычисляется как произведение его объема на плотность.

$m = V \cdot \rho$

$m_1(\text{р-ра}) = V_1(\text{р-ра}) \cdot \rho_1 = 980 \text{ мл} \cdot 1,3 \text{ г/мл} = 1274 \text{ г}$

2. Далее рассчитаем массу чистой серной кислоты ($m(H_2SO_4)$), которая содержится в этом растворе. Массовая доля ($\omega$) определяется как отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора. Следовательно, массу вещества можно найти, умножив массу раствора на массовую долю.

$m(H_2SO_4) = m_1(\text{р-ра}) \cdot \omega_1(H_2SO_4) = 1274 \text{ г} \cdot 0,40 = 509,6 \text{ г}$

3. Теперь определим массу добавленной воды ($m(H_2O)$). Плотность воды принимаем равной 1 г/мл, что является стандартным приближением для таких задач.

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 120 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 120 \text{ г}$

4. Найдем общую массу конечного раствора ($m_2(\text{р-ра})$) после добавления воды. Она равна сумме массы исходного раствора и массы добавленной воды.

$m_2(\text{р-ра}) = m_1(\text{р-ра}) + m(H_2O) = 1274 \text{ г} + 120 \text{ г} = 1394 \text{ г}$

5. Наконец, рассчитаем новую массовую долю серной кислоты ($\omega_2(H_2SO_4)$) в полученном растворе. Важно отметить, что масса самой кислоты при разбавлении не изменилась, а общая масса раствора увеличилась.

$\omega_2(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m_2(\text{р-ра})} = \frac{509,6 \text{ г}}{1394 \text{ г}} \approx 0,365566...$

Чтобы представить результат в процентах, необходимо умножить полученное значение на 100%.

$\omega_2(H_2SO_4) \approx 0,3656 \cdot 100\% \approx 36,56\%$

Ответ: массовая доля кислоты в полученном растворе составляет 36,56%.