Дано:
- Массовые доли серы в кислоте Х (w_S) = 56,18 %,
- Массовые доли кислорода в кислоте Х (w_O) = 42,05 %.
- Общая масса кислоты Х при разложении = 114 мг,
- Образуется 18 мг воды (H2O),
- Образуется 32 мг серы (S),
- Остальное - газообразное вещество (обозначим его Y).
Найти:
а) Молекулярную формулу кислоты Х.
б) Молярную массу газа Y, выделяющегося при разложении Х.
в) Уравнение разложения кислоты Х.
Решение:
а) Рассчитаем массовую долю водорода в кислоте Х. Для этого найдем массовую долю водорода (w_H):
1. Общая масса кислоты X = масса серы + масса кислорода + масса водорода + масса газа Y.
2. Найдем массу кислорода в кислоте X:
Обозначим массу кислоты X как m_X:
m_X * w_S = 114 * 0,5618 = 64,00 мг (масса серы в кислоте).
m_X * w_O = 114 * 0,4205 = 47,90 мг (масса кислорода в кислоте).
Теперь найдем массу водорода в кислоте (m_H):
m_X = m_S + m_O + m_H + m_Y
114 = 32 + 47,90 + m_H + m_Y
Теперь найдем массу газа Y (m_Y):
m_Y = 114 - 32 - 47,90 - m_H
m_Y = 114 - 79,90 = 34,10 мг.
Известно, что в результате разложения кислоты образуется 18 мг воды (H2O):
Вода содержит 2 г атома водорода и 1 г атома кислорода, следовательно:
m_H = 18 * (2/18) = 2 мг,
Теперь из общей массы водорода (в кислоте и воде):
m_H_общ = m_H + m_H_вода
m_H_общ = 2 + 2 = 4 мг.
Теперь найдем молекулярную формулу кислоты X:
Находим общее количество атомов в кислоте:
Сера (S): 32/32 = 1 моль S
Кислород (O): 47,90/16 = 2,99 ≈ 3 моль O
Водород (H): 2/1 = 2 моль H
Итак, можно записать формулу кислоты X:
HS2O3 (H2SO3).
Ответ:
а) Молекулярная формула кислоты X: H2SO3.
б) Для расчета молярной массы газа Y, который остался после разложения, можем воспользоваться известными данными о массе:
m_Y = 34,10 мг.
Так как это газ, воспользуемся идеальным газом:
M_Y = m_Y / n_Y.
Где n_Y - число молей газа Y.
Определяем m_Y (граммы):
33,10 мг = 0,0341 г.
Используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT.
Предположим, P=101325 Па, R=8,314 Дж/(моль·К), T=273 К.
n_Y = PV / RT = (101325 * V) / (8.314 * 273).
Подставляем значение для V = 0.001 м³ (1 дм³):
n_Y = (101325 * 0.001) / (8.314 * 273) ≈ 0,0449 моль.
Теперь можем найти молярную массу (M_Y):
M_Y = m_Y / n_Y = 0,0341 / 0,0449 = 0,760 моль.
Так как мы нашли только одну молекулу, предположим, газ является SO2 (сочный газ).
Ответ:
б) Молярная масса газа Y ≈ 64 г/моль.
в) Уравнение разложения кислоты X:
H2SO3 → H2O + SO2 + S.
Ответ:
в) Уравнение разложения кислоты X: H2SO3 → H2O + SO2 + S.