Номер 5, страница 78 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 21. Оксид серы(VI). Серная кислота. Подумай, ответь, выполни... - номер 5, страница 78.

Условие.

5. Рассчитайте массу раствора, содержащего 0,2 массовой доли серной кислоты, который израсходуется на реакцию с 4,5 г алюминия.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса алюминия, $m(Al) = 4.5 \ г$

Массовая доля серной кислоты в растворе, $w(H_2SO_4) = 0.2$ (или 20%)

Найти:

Массу раствора серной кислоты - $m(р-ра \ H_2SO_4)$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с серной кислотой и расставим коэффициенты:

$2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, которые нам понадобятся для вычислений:

Молярная масса алюминия: $M(Al) = 27 \ г/моль$.

Молярная масса серной кислоты: $M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \ г/моль$.

3. Найдем количество вещества (моль) для 4,5 г алюминия:

$n(Al) = \frac{m(Al)}{M(Al)} = \frac{4.5 \ г}{27 \ г/моль} = \frac{1}{6} \ моль$

4. По уравнению реакции определим, какое количество вещества серной кислоты требуется для реакции. Из уравнения видно, что на 2 моль алюминия требуется 3 моль серной кислоты:

$n(H_2SO_4) = \frac{3}{2} \cdot n(Al) = \frac{3}{2} \cdot \frac{1}{6} \ моль = \frac{3}{12} \ моль = \frac{1}{4} \ моль = 0.25 \ моль$

5. Теперь вычислим массу чистой серной кислоты, соответствующую найденному количеству вещества:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.25 \ моль \cdot 98 \ г/моль = 24.5 \ г$

6. Зная массу чистого вещества ($H_2SO_4$) и его массовую долю в растворе (0,2), рассчитаем массу всего раствора серной кислоты по формуле:

$m(р-ра \ H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{w(H_2SO_4)}$

$m(р-ра \ H_2SO_4) = \frac{24.5 \ г}{0.2} = 122.5 \ г$

Ответ: масса раствора серной кислоты составляет 122,5 г.