Дано:
Выделившаяся теплота = 1,95 кДж.
Теплота реакции (по уравнению) = 130 кДж/моль.
Объем воды = 50 см³ = 0,050 л.
Плотность воды ≈ 1 г/см³, следовательно, масса воды = 50 г.
Найти:
Массовую долю серной кислоты (H2SO4) в полученном растворе.
Решение:
1. Найдем количество вещества SO3, которое реагировало, используя выделившуюся теплоту:
n(SO3) = Q / ΔH, где Q = 1,95 кДж, ΔH = 130 кДж/моль.
n(SO3) = 1,95 кДж / 130 кДж/моль = 0,015 mоль.
2. По уравнению реакции видно, что 1 моль SO3 дает 1 моль H2SO4. Следовательно, количество вещества H2SO4 будет таким же:
n(H2SO4) = n(SO3) = 0,015 моль.
3. Рассчитаем массу образовавшейся серной кислоты:
Молярная масса H2SO4:
H2 = 1 г/моль * 2 = 2 г/моль,
S = 32 г/моль,
O4 = 16 г/моль * 4 = 64 г/моль.
M(H2SO4) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль.
m(H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4) = 0,015 моль * 98 г/моль ≈ 1,47 г.
4. Найдем общую массу раствора:
m(раствор) = m(вода) + m(H2SO4) = 50 г + 1,47 г ≈ 51,47 г.
5. Теперь рассчитаем массовую долю H2SO4 в растворе:
ω(H2SO4) = m(H2SO4) / m(раствор) * 100% = (1,47 г / 51,47 г) * 100% ≈ 2,86%.
Ответ:
Массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет примерно 2,86%.