Номер 236, страница 54 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

236. Химическое количество атомов кислорода в порции серной кислоты равно 0,30 кмоль. Рассчитайте массу этой порции кислоты.

Дано:

Химическое количество атомов кислорода в порции серной кислоты $n(\text{O}) = 0,30 \text{ кмоль}$

Перевод в систему СИ:

$n(\text{O}) = 0,30 \text{ кмоль} = 0,30 \cdot 10^3 \text{ моль} = 300 \text{ моль}$

Найти:

Массу порции серной кислоты, $m(\text{H₂SO₄})$

Решение:

1. Первым шагом запишем химическую формулу серной кислоты: H₂SO₄.

2. Проанализируем формулу. В одной молекуле серной кислоты (H₂SO₄) содержится 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Это означает, что в 1 моль серной кислоты содержится 4 моль атомов кислорода. Таким образом, мы можем записать соотношение между количеством вещества серной кислоты $n(\text{H₂SO₄})$ и количеством вещества атомов кислорода $n(\text{O})$:

$n(\text{O}) = 4 \cdot n(\text{H₂SO₄})$

3. Исходя из этого соотношения, рассчитаем химическое количество самой серной кислоты в порции:

$n(\text{H₂SO₄}) = \frac{n(\text{O})}{4} = \frac{0,30 \text{ кмоль}}{4} = 0,075 \text{ кмоль}$

4. Далее рассчитаем молярную массу серной кислоты $M(\text{H₂SO₄})$. Для этого воспользуемся относительными атомными массами элементов из Периодической таблицы Д. И. Менделеева (округлим до целых чисел): $A_r(\text{H}) = 1$, $A_r(\text{S}) = 32$, $A_r(\text{O}) = 16$.

$M(\text{H₂SO₄}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + 1 \cdot A_r(\text{S}) + 4 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль}$

Поскольку количество вещества у нас выражено в киломолях (кмоль), для удобства расчетов используем молярную массу в кг/кмоль. Ее численное значение равно молярной массе в г/моль.

$M(\text{H₂SO₄}) = 98 \text{ кг/кмоль}$

5. Наконец, найдем массу порции серной кислоты, используя формулу, связывающую массу, количество вещества и молярную массу: $m = n \cdot M$.

$m(\text{H₂SO₄}) = n(\text{H₂SO₄}) \cdot M(\text{H₂SO₄}) = 0,075 \text{ кмоль} \cdot 98 \frac{\text{кг}}{\text{кмоль}} = 7,35 \text{ кг}$

Ответ: масса этой порции кислоты равна 7,35 кг.