Дано: V(H2O)=400 мл, m(SO3)=40 г
Найти: ω(H2SO4)-?
Решение:
1. Вычисляем количество вещества оксида серы (VI) массой 40 г по формуле n=m/M.
Mr(SO3)=Ar(S)+3•Ar(O)=32+3•16=80, M(SO3)=80 г/моль
n(SO3)=m(SO3)/M(SO3)=40 г: 80 г/моль=0,5 моль
2. Составляем уравнение реакции:
SO3 + H2O = H2SO4
По уравнению реакции n(SO3):n(H2SO4)=1:1, количество вещества одинаковое, поэтому:
n(H2SO4)=n(SO3)=0,5 моль
3. Вычисляем массу серной кислоты в количестве вещества 0,5 моль по формуле m=n•M.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль
m(H2SO4)=n(H2SO4)•M(H2SO4)=0,5 моль • 98 г/моль=49 г
4. Рассчитываем массу воды:
m(H2O)=ρ(H2O)•V(H2O)=1 г/мл •400 мл=400 г
5. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(H2O)+m(SO3)=400 г + 40 г = 440 г
6. Вычисляем массовую долю H2SO4 в растворе:
ω(H2SO4)=m(H2SO4)/m(раствора)=49 г: 440 г=0,111, или 11,1%
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
40 г x г
SO3 + H2O = H2SO4
80 г 98 г
Над формулами соединений SO3 и H2SO4 записываем заданную в условии задачи массу оксида серы (VI) (40 г) и неизвестную массу серной кислоты (х г), а под формулами соединений ― массы соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу веществ и, соответственно, массу 1 моль.
Mr(SO3)=Ar(S)+3•Ar(O)=32+3•16=80, M(SO3)=80 г/моль, масса 1 моль=80 г
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль, масса 1 моль=98 г
х=m(H2SO4)=98 г • 40 г : 80 г=49 г
2. Рассчитываем массу воды:
m(H2O)=ρ(H2O)•V(H2O)=1 г/мл •400 мл=400 г
3. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(H2O)+m(SO3)=400 г + 40 г = 440 г
4. Вычисляем массовую долю H2SO4 в растворе:
ω(H2SO4)=m(H2SO4)/m(раствора)=49 г: 440 г=0,111, или 11,1%
Ответ: 11,1%