Дано:
- объем воды = 200 см³
- плотность воды = 1 г/см³
- масса серной кислоты (H2SO4) = 49 г
Найти:
а) массовую долю серной кислоты в растворе;
б) количество (моль) атомов кислорода в растворе;
в) массовую долю атомов кислорода.
Решение:
а) Сначала найдем массу воды:
m(воды) = объем воды * плотность воды
m(воды) = 200 см³ * 1 г/см³
m(воды) = 200 г
Теперь найдем общую массу раствора:
m(раствора) = m(воды) + m(H2SO4)
m(раствора) = 200 г + 49 г
m(раствора) = 249 г
Теперь можно найти массовую долю серной кислоты:
w(H2SO4) = (m(H2SO4) / m(раствора)) * 100%
w(H2SO4) = (49 г / 249 г) * 100%
w(H2SO4) ≈ 19,68%
б) Найдем количество моль серной кислоты. Молярная масса H2SO4 составляет:
M(H2SO4) = 2*M(H) + M(S) + 4*M(O)
где M(H) = 1 г/моль, M(S) = 32 г/моль, M(O) = 16 г/моль.
M(H2SO4) = 2*1 + 32 + 4*16
M(H2SO4) = 2 + 32 + 64
M(H2SO4) = 98 г/моль
Теперь найдем количество моль H2SO4:
n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4)
n(H2SO4) = 49 г / 98 г/моль
n(H2SO4) = 0,5 моль
Каждая молекула H2SO4 содержит 4 атома кислорода, следовательно, общее количество атомов кислорода:
n(О) = n(H2SO4) * 4
n(О) = 0,5 моль * 4
n(О) = 2 моль атомов кислорода
в) Теперь найдем массовую долю атомов кислорода.
Масса атомов кислорода в растворе составит:
m(О) = n(О) * M(O)
m(О) = 2 моль * 16 г/моль
m(О) = 32 г
Теперь найдем массовую долю атомов кислорода:
w(О) = (m(О) / m(раствора)) * 100%
w(О) = (32 г / 249 г) * 100%
w(О) ≈ 12,85%
Ответ:
а) массовая доля серной кислоты в растворе составляет примерно 19,68%;
б) количество (моль) атомов кислорода равно 2 моль;
в) массовая доля атомов кислорода составляет примерно 12,85%.