Номер 5, страница 6 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:
Масса раствора серной кислоты ($m_{\text{р-ра } \text{H}_2\text{SO}_4}$) = 450 г
Массовая доля серной кислоты ($\omega_{\text{H}_2\text{SO}_4}$) = 6 %
Масса гидроксида калия ($m_{\text{KOH}}$) = 11,2 г

Перевод в систему СИ:
$m_{\text{р-ра } \text{H}_2\text{SO}_4} = 450 \text{ г} = 0,450 \text{ кг}$
$\omega_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 6 \% = 0,06$
$m_{\text{KOH}} = 11,2 \text{ г} = 0,0112 \text{ кг}$

Найти:
Достаточно ли раствора серной кислоты для нейтрализации гидроксида калия?

Решение:
1. Напишем уравнение реакции нейтрализации между гидроксидом калия и серной кислотой:
$2\text{KOH} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. Рассчитаем молярные массы гидроксида калия (KOH) и серной кислоты (H₂SO₄) с использованием округленных значений атомных масс (K≈39, O≈16, H≈1, S≈32):
$M_{\text{KOH}} = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$
$M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества гидроксида калия ($n_{\text{KOH}}$):
$n_{\text{KOH}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{M_{\text{KOH}}} = \frac{11,2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

4. Определим массу чистой серной кислоты в растворе:
$m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = m_{\text{р-ра } \text{H}_2\text{SO}_4} \times \omega_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 450 \text{ г} \times 0,06 = 27 \text{ г}$

5. Вычислим количество вещества серной кислоты, которое содержится в растворе ($n_{\text{H}_2\text{SO}_4, \text{доступное}}$):
$n_{\text{H}_2\text{SO}_4, \text{доступное}} = \frac{m_{\text{H}_2\text{SO}_4}}{M_{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{27 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0,2755 \text{ моль}$

6. Согласно уравнению реакции ($2\text{KOH} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$), для нейтрализации 2 моль KOH требуется 1 моль H₂SO₄. Следовательно, для нейтрализации 0,2 моль KOH потребуется:
$n_{\text{H}_2\text{SO}_4, \text{необходимое}} = \frac{1}{2} \times n_{\text{KOH}} = \frac{1}{2} \times 0,2 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

7. Сравним доступное количество серной кислоты с необходимым:
Доступное количество серной кислоты: $0,2755 \text{ моль}$
Необходимое количество серной кислоты: $0,1 \text{ моль}$
Поскольку $0,2755 \text{ моль} > 0,1 \text{ моль}$, раствора серной кислоты достаточно для нейтрализации 11,2 г гидроксида калия.

Ответ:

Да, раствора серной кислоты массой 450 г с массовой долей кислоты, равной 6 %, достаточно для нейтрализации гидроксида калия массой 11,2 г.