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).
1) SO3
2) H2SO4
3) SO3
4) H2SO4
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.