Номер 10, страница 30 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

Масса раствора серной кислоты ($m_{р-ра}(H_2SO_4)$) = 150 г

Массовая доля серной кислоты ($w(H_2SO_4)$) = 25 %

$m_{р-ра}(H_2SO_4) = 0.15 \text{ кг}$

$w(H_2SO_4) = 0.25$

Найти:

Масса оксида серы(VI) ($m(SO_3)$) — ?

Решение:

Для получения раствора серной кислоты необходимо растворить в воде оксид серы(VI). Протекает следующая химическая реакция:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

1. Сначала вычислим массу чистой серной кислоты ($H_2SO_4$) в 150 г ее 25%-го раствора. Масса растворенного вещества находится по формуле:

$m_{вещества} = m_{раствора} \times w_{вещества}$

$m(H_2SO_4) = 150 \text{ г} \times 0.25 = 37.5 \text{ г}$

2. Далее рассчитаем молярные массы оксида серы(VI) ($SO_3$) и серной кислоты ($H_2SO_4$), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

$M(SO_3) = Ar(S) + 3 \times Ar(O) = 32 + 3 \times 16 = 80 \text{ г/моль}$

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

3. Теперь найдем количество вещества (в молях) для 37.5 г серной кислоты:

$n = \frac{m}{M}$

$n(H_2SO_4) = \frac{37.5 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0.38265 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $SO_3$ образуется 1 моль $H_2SO_4$. Таким образом, их количества веществ соотносятся как 1:1.

$n(SO_3) = n(H_2SO_4) \approx 0.38265 \text{ моль}$

5. Наконец, зная количество вещества оксида серы(VI), найдем его массу:

$m(SO_3) = n(SO_3) \times M(SO_3)$

$m(SO_3) \approx 0.38265 \text{ моль} \times 80 \text{ г/моль} \approx 30.612 \text{ г}$

Округляя результат до сотых, получаем 30,61 г.

Ответ: для получения указанного раствора требуется 30,61 г оксида серы(VI).