Номер 5, страница 38 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m(S) = 9.6 \text{ г}$

$m(\text{раствора } NaOH) = 600 \text{ г}$

$\omega(NaOH) = 10\% = 0.1$

Перевод в СИ:

Масса серы: $9.6 \text{ г} = 0.0096 \text{ кг}$

Масса раствора гидроксида натрия: $600 \text{ г} = 0.6 \text{ кг}$

Массовая доля гидроксида натрия: $10\% = 0.1$ (безразмерная величина)

Найти:

Масса соли $m(\text{соли})$

Название соли

Решение:

1. Составление уравнений реакций.
При сжигании серы образуется сернистый газ (оксид серы (IV)):
$S + O_2 \to SO_2$

Сернистый газ является кислотным оксидом и реагирует с гидроксидом натрия. Возможны два варианта реакции, в зависимости от соотношения реагентов:
1) Образование средней соли (сульфита натрия):
$SO_2 + 2NaOH \to Na_2SO_3 + H_2O$
2) Образование кислой соли (гидросульфита натрия):
$SO_2 + NaOH \to NaHSO_3$

2. Расчет количества вещества исходных реагентов.
Молярная масса серы $M(S) = 32 \text{ г/моль}$.
Количество вещества серы:
$n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{9.6 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0.3 \text{ моль}$
Согласно уравнению реакции сжигания серы, из 1 моль серы образуется 1 моль сернистого газа. Следовательно, количество вещества $SO_2$ равно:
$n(SO_2) = n(S) = 0.3 \text{ моль}$

Масса гидроксида натрия в растворе:
$m(NaOH) = m(\text{раствора } NaOH) \times \omega(NaOH) = 600 \text{ г} \times 0.1 = 60 \text{ г}$
Молярная масса гидроксида натрия $M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$.
Количество вещества гидроксида натрия:
$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{60 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 1.5 \text{ моль}$

3. Определение продукта реакции.
Сравним молярное соотношение $NaOH$ к $SO_2$:
$\frac{n(NaOH)}{n(SO_2)} = \frac{1.5 \text{ моль}}{0.3 \text{ моль}} = 5$

Для образования средней соли $Na_2SO_3$ необходимо соотношение $NaOH : SO_2 = 2:1$. Для образования кислой соли $NaHSO_3$ необходимо соотношение $NaOH : SO_2 = 1:1$. Поскольку полученное соотношение (5) значительно больше 2, это означает, что $SO_2$ находится в недостатке, а $NaOH$ в избытке. В этом случае весь сернистый газ прореагирует с образованием средней соли – сульфита натрия ($Na_2SO_3$). Уравнение реакции:
$SO_2 + 2NaOH \to Na_2SO_3 + H_2O$

4. Расчет массы образовавшейся соли.
Согласно уравнению реакции, 1 моль $SO_2$ образует 1 моль $Na_2SO_3$.
Так как $SO_2$ является лимитирующим реагентом, количество вещества образовавшегося сульфита натрия равно количеству вещества $SO_2$:
$n(Na_2SO_3) = n(SO_2) = 0.3 \text{ моль}$
Молярная масса сульфита натрия $M(Na_2SO_3) = (2 \times 23) + 32 + (3 \times 16) = 46 + 32 + 48 = 126 \text{ г/моль}$.
Масса образовавшейся соли (сульфита натрия):
$m(Na_2SO_3) = n(Na_2SO_3) \times M(Na_2SO_3) = 0.3 \text{ моль} \times 126 \text{ г/моль} = 37.8 \text{ г}$

5. Название образовавшейся соли.
Образовавшаяся соль - сульфит натрия ($Na_2SO_3$).

Ответ:

Масса образовавшейся соли составляет $37.8 \text{ г}$.

Название образовавшейся соли: сульфит натрия.