Номер 5, страница 191 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

Масса раствора серной кислоты, $m(р-ра\; H_2SO_4) = 980 \text{ г}$

Массовая доля серной кислоты, $\omega(H_2SO_4) = 20\% = 0.2$

Переведем массу раствора в основную единицу системы СИ (килограммы):

$m(р-ра\; H_2SO_4) = 980 \text{ г} = 0.98 \text{ кг}$

Найти:

Количество вещества гидроксида натрия, $n(NaOH)$ — ?

Решение:

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

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

Из стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции видно, что для полной нейтрализации 1 моль серной кислоты требуется 2 моль гидроксида натрия. Таким образом, их количества вещества соотносятся как 1:2.

$\frac{n(H_2SO_4)}{1} = \frac{n(NaOH)}{2}$, откуда следует, что $n(NaOH) = 2 \cdot n(H_2SO_4)$.

2. Вычислим массу чистой серной кислоты, содержащейся в растворе. Для этого умножим массу раствора на массовую долю растворенного вещества, используя данные в СИ.

$m(H_2SO_4) = m(р-ра\; H_2SO_4) \cdot \omega(H_2SO_4)$

$m(H_2SO_4) = 0.98 \text{ кг} \cdot 0.2 = 0.196 \text{ кг}$

3. Рассчитаем молярную массу серной кислоты ($H_2SO_4$), используя округленные значения относительных атомных масс элементов: $A_r(H)=1$, $A_r(S)=32$, $A_r(O)=16$.

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

Переведем молярную массу в единицы СИ (кг/моль):

$M(H_2SO_4) = 98 \text{ г/моль} = 0.098 \text{ кг/моль}$

4. Определим количество вещества (в молях) серной кислоты, которое вступает в реакцию, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{0.196 \text{ кг}}{0.098 \text{ кг/моль}} = 2 \text{ моль}$

5. Используя найденное количество вещества серной кислоты и стехиометрическое соотношение из уравнения реакции, рассчитаем необходимое количество вещества гидроксида натрия.

$n(NaOH) = 2 \cdot n(H_2SO_4) = 2 \cdot 2 \text{ моль} = 4 \text{ моль}$

Ответ: для полной нейтрализации 980 г 20%-го раствора серной кислоты потребуется 4 моль гидроксида натрия.