«
ЕГЭ 34.1 | 4 балла | ? %

К 625 мл раствора серной кислоты с концентрацией 0,8 моль/л (плотность раствора 1,04 г/мл) добавили небольшими порциями 37,4 г олеума. К полученному раствору добавили избыток раствора гидроксида бария, в результате образовался осадок массой 209,7 г. Рассчитайте массовую долю соли в растворе, который образуется, если такую же порцию олеума осторожно добавить к 400 г избытка раствора гидроксида натрия.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Разбор задания:

1) SO3 + H2O  H2SO4

2) H2SO4 + Ba(OH)2  BaSO4 + 2H2O

3) SO3 + 2NaOH  Na2SO4 + H2O

4) H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O

Уравнения реакций составлены верно и соответствуют условию.

Определение количества SO3 и H2SO4 в олеуме:

n(H2SO4 исх.) + n(H2SO4 в олеуме) + n(H2SO4 образ.) = n(H2SO4 всего)

V(исх. р-ра H2SO4) = 625 мл = 0,625 л

n(H2SO4 исх.) = V(исх. р-ра H2SO4) · c(H2SO4) = 0,625 · 0,8 = 0,5 моль

n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 209,7 / 233 = 0,9 моль

n(H2SO4 всего) = n(BaSO4) = 0,9 моль

0,5 + n(H2SO4 в олеуме) + n(H2SO4 образ.) = 0,9 моль

n(H2SO4 в олеуме) + n(H2SO4 образ.) = 0,9 - 0,5 = 0,4 моль

n(H2SO4 образ.) = n(SO3 в олеуме)

n(H2SO4 в олеуме) + n(SO3 в олеуме) = 0,4 моль     [1]

m(H2SO4 в олеуме) + m(SO3 в олеуме) = m(олеума)

m(H2SO4 в олеуме) + m(SO3 в олеуме) = 37,4 г

n(H2SO4 в олеуме) · M(H2SO4) + n(SO3 в олеуме) · M(SO3) = 37,4 г

n(H2SO4 в олеуме) · 98 + n(SO3 в олеуме) · 80 = 37,4 г     [2]

Пусть n(H2SO4 в олеуме) = x моль, n(SO3 в олеуме) = y моль, тогда:

x + y = 0,4     [1]

x · 98 + y · 80 = 37,4     [2]

x = 0,3

y = 0,1

n(H2SO4 в олеуме) = 0,3 моль

n(SO3 в олеуме) = 0,1 моль

Определение массы Na2SO4:

Поскольку во втором опыте используется точно такая же порция олеума, которая была использована в первом опыте, значит она содержит точно такие же количества SO3 и H2SO4, которые были найдены в расчетах первого опыта

n(Na2SO4, реакция 3) = n(SO3 в олеуме) = 0,1 моль

n(Na2SO4, реакция 4) = n(H2SO4 в олеуме) = 0,3 моль

n(Na2SO4) = n(Na2SO4, реакция 3) + n(Na2SO4, реакция 4) = 0,1 + 0,3 = 0,4 моль

m(Na2SO4) = n(Na2SO4) · M(Na2SO4) = 0,4 · 142 = 56,8 г

Нахождение массовой доли Na2SO4:

m(конечного р-ра) = m(р-ра NaOH) + m(олеума) = 400 + 37,4 = 437,4 г

ω(Na2SO4) = m(Na2SO4) / m(конечного р-ра) · 100 % = 56,8 / 437,4 · 100 % = 13 %

Ход решения изложен логично и последовательно.

Верно произведены вычисления.

Ответ: ω(Na2SO4) = 13 %

Получен правильный ответ.