Номер 961, страница 155 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

961. Какую массу оксида серы(VI) нужно растворить в воде, чтобы получить раствор массой 150 г с массовой долей серной кислоты 7,18 %?

Дано:

$m_{раствора}(H_2SO_4) = 150 \text{ г}$

$w(H_2SO_4) = 7,18 \% = 0,0718$

Найти:

$m(SO_3) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида серы(VI) с водой. В результате этой реакции образуется серная кислота, которая и является растворенным веществом в конечном растворе:

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Рассчитаем массу чистой серной кислоты ($H_2SO_4$), которая содержится в 150 г раствора с массовой долей 7,18 %. Масса растворенного вещества находится по формуле:

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

$m(H_2SO_4) = 150 \text{ г} \times 0,0718 = 10,77 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы оксида серы(VI) ($SO_3$) и серной кислоты ($H_2SO_4$), используя округленные значения относительных атомных масс из периодической таблицы: $Ar(S)=32$, $Ar(O)=16$, $Ar(H)=1$.

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

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

4. По уравнению реакции видно, что из 1 моль оксида серы(VI) образуется 1 моль серной кислоты. Это значит, что для получения 98 г $H_2SO_4$ (масса 1 моль) требуется 80 г $SO_3$ (масса 1 моль). Составим пропорцию для нахождения массы $SO_3$ (обозначим ее за $x$), необходимой для получения 10,77 г $H_2SO_4$:

$\frac{m(SO_3)}{m(H_2SO_4)} = \frac{M(SO_3)}{M(H_2SO_4)}$

$\frac{x}{10,77 \text{ г}} = \frac{80 \text{ г/моль}}{98 \text{ г/моль}}$

Выразим и вычислим $x$:

$x = \frac{10,77 \text{ г} \times 80 \text{ г/моль}}{98 \text{ г/моль}} = \frac{861,6}{98} \approx 8,79 \text{ г}$

Таким образом, для получения 150 г 7,18%-го раствора серной кислоты необходимо растворить в воде 8,79 г оксида серы(VI).

Ответ: необходимо растворить 8,79 г оксида серы(VI).