Номер 6, страница 196 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Оксид серы(VI) массой 8 г растворили в воде массой 132 г. Определите массовую долю кислоты в растворе.

Дано:

$m(SO_3) = 8 \text{ г}$

$m(H_2O) = 132 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{кислоты}) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции. Оксид серы(VI) ($SO_3$) — это кислотный оксид, который реагирует с водой ($H_2O$) с образованием серной кислоты ($H_2SO_4$):

$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

2. Далее рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах: оксида серы(VI) и серной кислоты. Для этого используем относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы:

$Ar(S) = 32; Ar(O) = 16; Ar(H) = 1$.

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:

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

3. Найдем количество вещества (число молей) оксида серы(VI) в 8 граммах:

$n(SO_3) = \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \frac{8 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции видно, что из 1 моль $SO_3$ образуется 1 моль $H_2SO_4$. Соотношение между ними 1:1. Следовательно, количество вещества образовавшейся серной кислоты равно количеству вещества прореагировавшего оксида серы:

$n(H_2SO_4) = n(SO_3) = 0.1 \text{ моль}$

5. Теперь можем рассчитать массу серной кислоты, которая образовалась в результате реакции:

$m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.1 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 9.8 \text{ г}$

6. Масса конечного раствора складывается из масс исходных веществ (оксида серы и воды), так как оксид серы полностью прореагировал с водой, образовав кислоту, которая является растворенным веществом.

$m_{раствора} = m(SO_3) + m(H_2O) = 8 \text{ г} + 132 \text{ г} = 140 \text{ г}$

7. Массовая доля кислоты ($\omega$) в растворе вычисляется как отношение массы растворенного вещества (серной кислоты) к общей массе раствора, выраженное в процентах.

$\omega(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

$\omega(H_2SO_4) = \frac{9.8 \text{ г}}{140 \text{ г}} \cdot 100\% = 0.07 \cdot 100\% = 7\%$

Ответ: массовая доля кислоты в растворе составляет 7%.