Номер 9, страница 78 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

9. Рассчитайте массу гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации серной кислоты, содержащейся в растворе массой 200 г, в котором массовая доля $H_2SO_4$ равна 9,8 %.

Дано:

Масса раствора серной кислоты $m(р-ра\;H_2SO_4) = 200\;г$

Массовая доля серной кислоты $\omega(H_2SO_4) = 9,8\;\% = 0,098$

Найти:

Массу гидроксида натрия $m(NaOH)$ — ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия. В результате реакции образуются соль (сульфат натрия) и вода.

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

Из стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции видно, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида натрия. Их мольное соотношение составляет $1:2$.

2. Рассчитаем массу чистой серной кислоты, содержащейся в 200 г раствора. Для этого используем формулу массовой доли вещества в растворе:

$m(H_2SO_4) = m(р-ра\;H_2SO_4) \cdot \omega(H_2SO_4)$

$m(H_2SO_4) = 200\;г \cdot 0,098 = 19,6\;г$

3. Вычислим молярные массы серной кислоты ($H_2SO_4$) и гидроксида натрия ($NaOH$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева.

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98\;г/моль$

$M(NaOH) = Ar(Na) + Ar(O) + Ar(H) = 23 + 16 + 1 = 40\;г/моль$

4. Найдем количество вещества (число молей) серной кислоты, которое содержится в растворе:

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{19,6\;г}{98\;г/моль} = 0,2\;моль$

5. Используя соотношение из уравнения реакции, определим количество вещества гидроксида натрия, необходимое для полной нейтрализации кислоты:

$n(NaOH) = 2 \cdot n(H_2SO_4)$

$n(NaOH) = 2 \cdot 0,2\;моль = 0,4\;моль$

6. Наконец, рассчитаем массу гидроксида натрия, соответствующую найденному количеству вещества:

$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH)$

$m(NaOH) = 0,4\;моль \cdot 40\;г/моль = 16\;г$

Ответ: масса гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации, составляет 16 г.