Дано: m(NaOH)=10 г
Найти: m(H2SO4)-?
Решение
1-й способ
1. Вычисляем количество вещества гидроксида натрия массой 10 г по формуле: n=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, поэтому M(NaOH)=40 г/моль
n(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH)=10 г : 40 г/моль=0,25 моль
2. Составим химическое уравнение:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
По уравнению реакции n(NaOH):n(H2SO4)=2:1, то есть с 2 моль гидроксида натрия взаимодействует 1 моль серной кислоты, следовательно, количество вещества серной кислоты в 2 раза меньше количества вещества гидроксида натрия, поэтому
n(H2SO4)=n(NaOH):2=0,25 моль:2=0,125 моль
3. Рассчытываем массу серной кислоты в количестве вещества 0,125 моль по формуле: m=n•M, где M=Mr г/моль.
Mr(Н2SO4)=2•Ar(Н)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, поэтому M(Н2SO4)=98 г/моль
m(Н2SO4)=n(Н2SO4)•M(Н2SO4)=0,125 моль • 98 г/моль=12,25 г
2-й способ
Составим химическое уравнение:
10 г х г
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
80 г 98 г
Над формулами соединений NaOH и H2SO4 записываем приведенную в условии задачи массу гидроксида натрия (10 г) и неизвестную массу серной кислоты (х г), а под формулами соединений ― массы соответствующих количеств веществ согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr г/моль) веществ и, соответственно, массу 2 моль гидроксида натрия и массу 1 моль серной кислоты, так как прореагировало 2 моль гидроксида натрия NaOH и 1 моль кислоты H2SO4.
Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, поэтому M(NaOH)=40 г/моль, масса 1 моль=40 г, а масса 2 моль=80 г
Mr(Н2SO4)=2•Ar(Н)+Ar(S)+4•Ar(O)= 2•1+32+4•16=98, поэтому M(Н2SO4)=98 г/моль, масса 1 моль=98 г
х=m(H2SO4)=98 г • 10 г : 80 г=12,25 г
Ответ: 12,25 г cерной кислоты.