Номер 5-101, страница 62 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-101. Вычислите массу 12%-ного раствора серной кислоты, который потребуется для полной нейтрализации 560 г 20%-ного раствора гидроксида калия.

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(KOH) = 560 \text{ г}$
$\omega(KOH) = 20\% = 0,20$
$\omega(H_2SO_4) = 12\% = 0,12$

Найти:

$m_{\text{р-ра}}(H_2SO_4) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить следующие шаги:

1. Составить уравнение химической реакции нейтрализации между серной кислотой ($H_2SO_4$) и гидроксидом калия ($KOH$).
$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

2. Рассчитать массу чистого вещества гидроксида калия в исходном растворе.
Масса вещества ($m$) находится по формуле: $m = m_{\text{раствора}} \cdot \omega$, где $\omega$ - массовая доля вещества.
$m(KOH) = 560 \text{ г} \cdot 0,20 = 112 \text{ г}$

3. Вычислить количество вещества (в молях) гидроксида калия.
Молярная масса гидроксида калия $M(KOH) = 39,1 + 16 + 1 = 56,1 \text{ г/моль}$. Для упрощения расчетов часто используют округленные значения: $M(KOH) \approx 56 \text{ г/моль}$.
$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{112 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, определить количество вещества серной кислоты, необходимое для полной нейтрализации.
Из уравнения реакции видно, что на 2 моль $KOH$ требуется 1 моль $H_2SO_4$.
$n(H_2SO_4) = \frac{1}{2} \cdot n(KOH) = \frac{1}{2} \cdot 2 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

5. Рассчитать массу чистой серной кислоты.
Молярная масса серной кислоты $M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$.
$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 1 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 98 \text{ г}$

6. Найти массу 12%-ного раствора серной кислоты, содержащего 98 г чистого вещества.
$m_{\text{р-ра}}(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{\omega(H_2SO_4)} = \frac{98 \text{ г}}{0,12} \approx 816,67 \text{ г}$

Ответ: масса 12%-ного раствора серной кислоты, который потребуется для полной нейтрализации, составляет 816,67 г.