Номер 371, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

371. Сульфат лития какой массой образуется при нейтрализации раствора массой 80 г с массовой долей серной кислоты, равной 9,8 %, избытком раствора гидроксида лития?

Дано:

Масса раствора серной кислоты: $m_{р-ра}(H_2SO_4) = 80 \text{ г}$

Массовая доля серной кислоты: $\omega(H_2SO_4) = 9,8\% = 0,098$

Раствор гидроксида лития ($LiOH$) взят в избытке.

Найти:

Массу сульфата лития: $m(Li_2SO_4) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом лития. В результате реакции образуются соль (сульфат лития) и вода:

$H_2SO_4 + 2LiOH \rightarrow Li_2SO_4 + 2H_2O$

2. Определим массу чистой серной кислоты, содержащейся в 80 г ее 9,8%-го раствора. Для этого умножим массу раствора на массовую долю растворенного вещества:

$m(H_2SO_4) = m_{р-ра}(H_2SO_4) \cdot \omega(H_2SO_4)$

$m(H_2SO_4) = 80 \text{ г} \cdot 0,098 = 7,84 \text{ г}$

3. Рассчитаем количество вещества (в молях) серной кислоты, которое вступило в реакцию. Для этого найдем молярную массу $H_2SO_4$ и разделим массу вещества на молярную массу.

Молярная масса серной кислоты:

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

Количество вещества серной кислоты:

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{7,84 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,08 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль серной кислоты образуется 1 моль сульфата лития. Так как гидроксид лития находится в избытке, серная кислота прореагирует полностью, и она является лимитирующим реагентом. Соотношение количеств веществ $H_2SO_4$ и $Li_2SO_4$ составляет 1:1.

$n(Li_2SO_4) = n(H_2SO_4) = 0,08 \text{ моль}$

5. Найдем массу образовавшегося сульфата лития. Для этого рассчитаем его молярную массу и умножим на количество вещества.

Молярная масса сульфата лития:

$M(Li_2SO_4) = 2 \cdot M(Li) + M(S) + 4 \cdot M(O) = 2 \cdot 7 + 32 + 4 \cdot 16 = 110 \text{ г/моль}$

Масса сульфата лития:

$m(Li_2SO_4) = n(Li_2SO_4) \cdot M(Li_2SO_4) = 0,08 \text{ моль} \cdot 110 \text{ г/моль} = 8,8 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося сульфата лития составляет 8,8 г.