Номер 4, страница 253 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

$V(\text{H}_2\text{O}) = 420 \text{ мл}$

$m(\text{SO}_3) = 40 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида серы (VI) с водой. Оксид серы (VI) ($SO_3$) — это кислотный оксид, который при реакции с водой ($H_2O$) образует серную кислоту ($H_2SO_4$):

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Для дальнейших расчетов нам понадобится масса воды. Принимая плотность воды за $1 \text{ г/мл}$, найдем ее массу:

$m(\text{H}_2\text{O}) = V(\text{H}_2\text{O}) \cdot \rho(\text{H}_2\text{O}) = 420 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 420 \text{ г}$

3. Вычислим общую массу полученного раствора. Масса раствора равна сумме масс исходных компонентов: воды и оксида серы (VI).

$m(\text{раствора}) = m(\text{H}_2\text{O}) + m(\text{SO}_3) = 420 \text{ г} + 40 \text{ г} = 460 \text{ г}$

4. Чтобы найти массовую долю серной кислоты, необходимо вычислить массу самой кислоты, образовавшейся в ходе реакции. Для этого сначала определим количество вещества (моль) оксида серы (VI), используя его молярную массу.

Молярная масса оксида серы (VI) $SO_3$ (атомные массы: S ≈ 32, O ≈ 16):

$M(\text{SO}_3) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$

Количество вещества $SO_3$:

$n(\text{SO}_3) = \frac{m(\text{SO}_3)}{M(\text{SO}_3)} = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между $SO_3$ и $H_2SO_4$ составляет 1:1. Это значит, что из 0.5 моль $SO_3$ образуется 0.5 моль $H_2SO_4$.

$n(\text{H}_2\text{SO}_4) = n(\text{SO}_3) = 0.5 \text{ моль}$

6. Теперь рассчитаем массу образовавшейся серной кислоты.

Молярная масса серной кислоты $H_2SO_4$ (атомные массы: H ≈ 1, S ≈ 32, O ≈ 16):

$M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$

Масса $H_2SO_4$:

$m(\text{H}_2\text{SO}_4) = n(\text{H}_2\text{SO}_4) \cdot M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0.5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}$

7. Наконец, вычислим массовую долю ($\omega$) серной кислоты в полученном растворе. Массовая доля — это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{m(\text{раствора})} = \frac{49 \text{ г}}{460 \text{ г}} \approx 0.1065$

Для выражения в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0.1065 \cdot 100\% \approx 10.65\%$

Округляя до десятых, получаем 10,7%.

Ответ: массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет 10,7%.