Номер 775, страница 135 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

775. При окислении на воздухе встречающегося в природе простого вещества А жёлтого цвета образуется газ Б, обладающий резким запахом. Дальнейшее окисление Б возможно в присутствии катализатора, при этом образуется вещество В. Растворение последнего в воде приводит к образованию кислоты Г. В ней массовая доля химического элемента, из которого состоит вещество А, составляет 32,7 %.

a) Установите, что собой представляют вещества А — Г. Кратко поясните свой ответ.

б) Приведите уравнения всех описанных превращений.

в) Рассчитайте, какую массу вещества А следует взять для получения кислоты Г массой 1,00 т.

а) Установите, что собой представляют вещества А — Г. Кратко поясните свой ответ.

Исходя из описаний, можно установить следующие вещества:
Вещество А — это сера (S). Сера является простым веществом жёлтого цвета, которое встречается в природе.
Вещество Б — это диоксид серы (SO₂), также известный как сернистый газ. Он образуется при сгорании (окислении) серы на воздухе и обладает характерным резким запахом.
Вещество В — это триоксид серы (SO₃), или серный ангидрид. Он получается в результате дальнейшего каталитического окисления диоксида серы.
Вещество Г — это серная кислота (H₂SO₄). Она образуется при растворении триоксида серы в воде. Проверка по массовой доле серы, указанной в задаче ($32,7\%$), подтверждает это предположение:
Молярная масса серной кислоты: $M(H_2SO_4) = 2 \cdot M(H) + M(S) + 4 \cdot M(O) \approx 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$ г/моль.
Массовая доля серы: $\omega(S) = \frac{M(S)}{M(H_2SO_4)} = \frac{32}{98} \approx 0,3265$, что составляет $32,65\%$. Округленное значение $32,7\%$ совпадает с данными в условии.

Ответ: А — сера (S), Б — диоксид серы (SO₂), В — триоксид серы (SO₃), Г — серная кислота (H₂SO₄).

б) Приведите уравнения всех описанных превращений.

1. Окисление серы (А) с образованием диоксида серы (Б):
$S + O_2 \xrightarrow{t} SO_2$

2. Каталитическое окисление диоксида серы (Б) до триоксида серы (В):
$2SO_2 + O_2 \xrightarrow{kat, t} 2SO_3$

3. Растворение триоксида серы (В) в воде с образованием серной кислоты (Г):
$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Ответ: $S + O_2 \rightarrow SO_2$; $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{kat} 2SO_3$; $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$.

в) Рассчитайте, какую массу вещества А следует взять для получения кислоты Г массой 1,00 т.

Дано:

$m(Г) = m(H_2SO_4) = 1,00 \text{ т}$
$\omega(S \text{ в } H_2SO_4) = 32,7 \% = 0,327$

Перевод массы в систему СИ:
$m(H_2SO_4) = 1,00 \text{ т} = 1000 \text{ кг}$

Найти:

$m(A) = m(S)$

Решение:

Цепочка превращений вещества А (серы) в вещество Г (серную кислоту) выглядит так: $S \rightarrow SO_2 \rightarrow SO_3 \rightarrow H_2SO_4$.
Из этой схемы видно, что вся масса исходного вещества А (серы) переходит в конечное вещество Г (серную кислоту). Следовательно, массу серы можно рассчитать, зная ее массовую долю в серной кислоте.
Масса элемента в сложном веществе находится по формуле:
$m(элемента) = m(вещества) \cdot \omega(элемента)$
Подставим данные из условия задачи:
$m(S) = m(H_2SO_4) \cdot \omega(S) = 1,00 \text{ т} \cdot 0,327 = 0,327 \text{ т}$
Переведем массу в килограммы для соответствия СИ:
$0,327 \text{ т} = 327 \text{ кг}$

Ответ: для получения 1,00 т кислоты Г следует взять 0,327 т (327 кг) вещества А.