Номер 52, страница 69 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Авторы: Габриелян О. С., Тригубчак И. В.
Тип: Сборник задач и упражнений
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Цвет обложки: белый, зелёный с кристаллом
ISBN: 978-5-09-073711-1
Популярные ГДЗ в 9 классе
Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 7. Кислород, сера и их соединения - номер 52, страница 69.
№52 (с. 69)
Условие. №52 (с. 69)
скриншот условия

52. Какую массу оксида серы(VI) надо растворить в 100 г 91 %-ного раствора серной кислоты для того, чтобы получить 30 %-ный олеум?
Решение. №52 (с. 69)


Решение 2. №52 (с. 69)
Дано:
масса раствора серной кислоты ($m_{р-ра(H_2SO_4)}$) = 100 г
массовая доля серной кислоты в исходном растворе ($\omega_{1}(H_2SO_4)$) = 91 % или 0,91
массовая доля свободного оксида серы(VI) в конечном растворе (олеуме) ($\omega_{олеум}(SO_3)$) = 30 % или 0,3
Найти:
массу оксида серы(VI) ($m(SO_3)$), которую необходимо добавить - ?
Решение:
Олеум представляет собой раствор оксида серы(VI), $SO_3$, в безводной серной кислоте, $H_2SO_4$. Указание "30 %-ный олеум" означает, что массовая доля свободного (не вступившего в реакцию) $SO_3$ в конечном растворе составляет 30 %.
1. Сначала определим массы серной кислоты и воды в исходном 100 г 91 %-ного раствора.
Масса серной кислоты в исходном растворе:
$m_1(H_2SO_4) = m_{р-ра(H_2SO_4)} \cdot \omega_1(H_2SO_4) = 100 \text{ г} \cdot 0,91 = 91 \text{ г}$
Масса воды в исходном растворе:
$m(H_2O) = m_{р-ра(H_2SO_4)} - m_1(H_2SO_4) = 100 \text{ г} - 91 \text{ г} = 9 \text{ г}$
2. При добавлении оксида серы(VI) в раствор, он в первую очередь реагирует с водой, образуя дополнительное количество серной кислоты. Уравнение реакции:
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$
3. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции:
$M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$
$M(SO_3) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$
$M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$
4. Найдем, какая масса $SO_3$ потребуется для полной реакции с водой, имеющейся в растворе, и какая масса $H_2SO_4$ при этом образуется.
Количество вещества воды:
$\nu(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{9 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$
Согласно стехиометрии реакции, количество вещества прореагировавшего $SO_3$ и образовавшейся $H_2SO_4$ равно количеству вещества воды:
$\nu(SO_3)_{\text{прореаг.}} = \nu(H_2SO_4)_{\text{образ.}} = \nu(H_2O) = 0,5 \text{ моль}$
Масса $SO_3$, которая вступит в реакцию с водой:
$m(SO_3)_{\text{прореаг.}} = \nu(SO_3)_{\text{прореаг.}} \cdot M(SO_3) = 0,5 \text{ моль} \cdot 80 \text{ г/моль} = 40 \text{ г}$
Масса $H_2SO_4$, которая образуется в результате реакции:
$m_2(H_2SO_4)_{\text{образ.}} = \nu(H_2SO_4)_{\text{образ.}} \cdot M(H_2SO_4) = 0,5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}$
5. После того как вся вода прореагирует, конечный раствор (олеум) будет состоять из серной кислоты (исходной и образовавшейся) и избытка оксида серы(VI). Обозначим общую массу добавленного $SO_3$ через $x$ (г).
Масса свободного (избыточного) $SO_3$ в олеуме:
$m_{своб.}(SO_3) = x - m(SO_3)_{\text{прореаг.}} = (x - 40) \text{ г}$
Общая масса серной кислоты в конечном растворе:
$m_{общ.}(H_2SO_4) = m_1(H_2SO_4) + m_2(H_2SO_4)_{\text{образ.}} = 91 \text{ г} + 49 \text{ г} = 140 \text{ г}$
Общая масса конечного раствора (олеума) складывается из массы исходного раствора и массы всего добавленного $SO_3$:
$m_{олеума} = m_{р-ра(H_2SO_4)} + x = (100 + x) \text{ г}$
6. Теперь можно составить уравнение, используя известную массовую долю свободного $SO_3$ в олеуме (30%).
$\omega_{олеум}(SO_3) = \frac{m_{своб.}(SO_3)}{m_{олеума}}$
$0,3 = \frac{x - 40}{100 + x}$
7. Решим полученное уравнение относительно $x$:
$0,3 \cdot (100 + x) = x - 40$
$30 + 0,3x = x - 40$
$30 + 40 = x - 0,3x$
$70 = 0,7x$
$x = \frac{70}{0,7} = 100 \text{ г}$
Следовательно, для получения 30 %-ного олеума необходимо добавить 100 г оксида серы(VI).
Ответ: необходимо растворить 100 г оксида серы(VI).
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по химии за 9 класс, для упражнения номер 52 расположенного на странице 69 к сборнику задач и упражнений 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по химии к упражнению №52 (с. 69), авторов: Габриелян (Олег Саргисович), Тригубчак (Инесса Васильевна), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.