Номер 5, страница 11 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m_{р-ра}(NaOH) = 600 \, \text{г}$

$w(NaOH) = 8\% = 0.08$

$m(SO_3) = 32 \, \text{г}$

Перевод в СИ:

Все данные уже представлены в граммах, что является приемлемой единицей измерения для данной задачи. Перевод в килограммы не требуется, так как конечная масса также запрашивается в граммах.

Найти:

$m(Na_2SO_4)$

Решение:

1. Напишем уравнение химической реакции оксида серы(VI) с гидроксидом натрия:

$SO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O$

2. Рассчитаем массу чистого гидроксида натрия в растворе:

$m(NaOH) = m_{р-ра}(NaOH) \times w(NaOH)$

$m(NaOH) = 600 \, \text{г} \times 0.08 = 48 \, \text{г}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ:

$M(NaOH) = 23 (\text{Na}) + 16 (\text{O}) + 1 (\text{H}) = 40 \, \text{г/моль}$

$M(SO_3) = 32 (\text{S}) + 3 \times 16 (\text{O}) = 32 + 48 = 80 \, \text{г/моль}$

$M(Na_2SO_4) = 2 \times 23 (\text{Na}) + 32 (\text{S}) + 4 \times 16 (\text{O}) = 46 + 32 + 64 = 142 \, \text{г/моль}$

4. Рассчитаем количество вещества каждого реагента:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{48 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 1.2 \, \text{моль}$

$n(SO_3) = \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \frac{32 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 0.4 \, \text{моль}$

5. Определим лимитирующий реагент. Согласно уравнению реакции, $1 \, \text{моль}$ $SO_3$ реагирует с $2 \, \text{моль}$ $NaOH$.

Для $0.4 \, \text{моль}$ $SO_3$ потребуется $0.4 \times 2 = 0.8 \, \text{моль}$ $NaOH$.

У нас есть $1.2 \, \text{моль}$ $NaOH$, что больше, чем необходимо ($1.2 \, \text{моль} > 0.8 \, \text{моль}$). Следовательно, $SO_3$ является лимитирующим реагентом, и расчеты будут производиться по нему.

6. Рассчитаем количество вещества сульфата натрия, которое может образоваться. Согласно уравнению, $1 \, \text{моль}$ $SO_3$ образует $1 \, \text{моль}$ $Na_2SO_4$.

$n(Na_2SO_4) = n(SO_3) = 0.4 \, \text{моль}$

7. Рассчитаем массу сульфата натрия:

$m(Na_2SO_4) = n(Na_2SO_4) \times M(Na_2SO_4)$

$m(Na_2SO_4) = 0.4 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль} = 56.8 \, \text{г}$

Ответ:

Масса сульфата натрия, который можно получить, составляет $56.8 \, \text{г}$.