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

§ 25. Кислоты, их классификация и химические свойства. Глава 3. Основные классы неорганических соединений - номер 8, страница 111.

8. На полную нейтрализацию 110 г раствора серной кислоты потребовалось 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовую долю кислоты в исходном растворе.

Дано:

$m_{р-ра}(H_2SO_4) = 110$ г
$m_{р-ра}(NaOH) = 80$ г
$\omega(NaOH) = 10\% = 0.1$

Найти:

$\omega(H_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Первым шагом запишем уравнение реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия. Это реакция обмена между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода.

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

2. Далее рассчитаем массу чистого гидроксида натрия ($NaOH$), который содержался в 80 г 10%-ного раствора. Масса вещества ($m_{в-ва}$) вычисляется по формуле:

$m_{в-ва} = m_{р-ра} \times \omega_{в-ва}$

Подставим известные значения:

$m(NaOH) = 80 \text{ г} \times 0.1 = 8 \text{ г}$

3. Теперь найдем количество вещества (число моль) гидроксида натрия, вступившего в реакцию. Для этого нам понадобится молярная масса $NaOH$.

$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль

Количество вещества ($n$) находим по формуле:

$n = \frac{m}{M}$

$n(NaOH) = \frac{8 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.2$ моль

4. Используя уравнение реакции, определим количество вещества серной кислоты ($H_2SO_4$), которое было нейтрализовано. Из стехиометрических коэффициентов в уравнении ($H_2SO_4 + 2NaOH$) видно, что на 1 моль серной кислоты реагирует 2 моль гидроксида натрия. Следовательно, количество вещества кислоты в два раза меньше количества вещества щёлочи.

$n(H_2SO_4) = \frac{1}{2} n(NaOH) = \frac{1}{2} \times 0.2 \text{ моль} = 0.1$ моль

5. Зная количество вещества серной кислоты, найдем ее массу. Для этого рассчитаем молярную массу $H_2SO_4$.

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

Масса серной кислоты:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \times M(H_2SO_4) = 0.1 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} = 9.8$ г

6. Наконец, рассчитаем массовую долю серной кислоты в исходном растворе массой 110 г.

$\omega(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m_{р-ра}(H_2SO_4)} = \frac{9.8 \text{ г}}{110 \text{ г}} \approx 0.08909$

Для выражения результата в процентах, умножим полученное значение на 100%.

$\omega(H_2SO_4) \approx 0.08909 \times 100\% \approx 8.91\%$

Ответ: массовая доля серной кислоты в исходном растворе составляет приблизительно 8.91%.