Номер 5, страница 181 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

5. Порцию оксида серы(VI) массой 16 г внесли в воду массой 84 г. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества в образовавшемся растворе.

Дано:

$m(SO_3) = 16 \text{ г}$

$m(H_2O) = 84 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{растворенного вещества}) - ?$

Решение:

При добавлении оксида серы(VI) в воду происходит химическая реакция, в результате которой образуется серная кислота ($H_2SO_4$). Серная кислота является растворенным веществом в полученном растворе. Составим уравнение этой реакции:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

1. Рассчитаем молярные массы веществ, которые необходимы для решения задачи. Будем использовать округленные до целых чисел атомные массы: $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса оксида серы(VI):

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

Молярная масса серной кислоты (растворенного вещества):

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

2. Найдем количество вещества (в молях) оксида серы(VI), который был добавлен в воду:

$n(SO_3) = \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \frac{16 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $SO_3$ образуется 1 моль $H_2SO_4$. Следовательно, количество вещества образовавшейся серной кислоты равно количеству вещества прореагировавшего оксида серы:

$n(H_2SO_4) = n(SO_3) = 0.2 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу серной кислоты, которая является растворенным веществом в конечном растворе:

$m(\text{раств. вещества}) = m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.2 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 19.6 \text{ г}$

5. Масса конечного раствора равна сумме масс исходных веществ (оксида серы и воды) в соответствии с законом сохранения массы:

$m(\text{раствора}) = m(SO_3) + m(H_2O) = 16 \text{ г} + 84 \text{ г} = 100 \text{ г}$

6. Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) вычисляется как отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора:

$\omega(\text{раств. вещества}) = \frac{m(\text{раств. вещества})}{m(\text{раствора})}$

Подставим найденные значения:

$\omega(H_2SO_4) = \frac{19.6 \text{ г}}{100 \text{ г}} = 0.196$

Массовую долю также можно выразить в процентах:

$\omega(H_2SO_4) = 0.196 \cdot 100\% = 19.6\%$

Ответ: массовая доля растворенного вещества в образовавшемся растворе составляет 0,196 или 19,6%.