Дано:
- масса раствора гидроксида натрия = 100 г = 0.100 кг
- количество вещества NaOH = 0.15 моль
- масса оксида серы (VI) SO3 = 12 г = 0.012 кг
Найти:
- состав образовавшейся соли и её массовую долю в получившемся растворе.
Решение:
1. Найдем молекулярные массы веществ:
- M(NaOH) = 23 (Na) + 1 (H) + 16 (O) = 40 г/моль
- M(SO3) = 32 (S) + 3*16 (O) = 80 г/моль
2. Найдем количество вещества NaOH:
n(NaOH) = масса(NaOH) / M(NaOH)
где масса(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) = 0.15 моль * 40 г/моль = 6 г
3. Реакция между NaOH и SO3:
2 NaOH + SO3 -> Na2SO4 + H2O
Согласно уравнению реакции, для получения 1 моль Na2SO4 требуется 2 моль NaOH.
Посчитаем необходимое количество NaOH для реакции с 1 моль SO3. Так как у нас есть только 0.15 моль NaOH, то определим, сколько Na2SO4 мы можем получить.
Количество вещества SO3 = 12 г / 80 г/моль = 0.15 моль
На основе стехиометрии реакции:
Для 0.15 моль SO3 потребуется 0.3 моль NaOH. У нас недостаточно NaOH, чтобы полностью прореагировать с SO3.
Следовательно, вся имеющаяся щелочь (0.15 моль) будет реагировать, что приведет к образованию:
0.15 моль NaOH -> 0.075 моль Na2SO4 (так как требуется 2 моль NaOH на 1 моль Na2SO4).
4. Теперь найдем массу получившейся соли Na2SO4:
M(Na2SO4) = 2*23 (Na) + 32 (S) + 4*16 (O) = 142 г/моль
Масса Na2SO4 = количество вещества Na2SO4 * M(Na2SO4) = 0.075 моль * 142 г/моль = 10.65 г
5. Найдем общую массу получившегося раствора:
масса_раствора = масса_NaOH + масса_SO3 + масса_Na2SO4 + масса_H2O
масса_H2O = 100 г - 6 г = 94 г
масса_раствора = 100 г + 10.65 г = 110.65 г
6. Теперь вычислим массовую долю полученной соли Na2SO4 в растворе:
массовая_доля(Na2SO4) = масса(Na2SO4) / масса_раствора * 100%
массовая_доля(Na2SO4) = 10.65 г / 110.65 г * 100% ≈ 9.61%
Ответ:
Состав образовавшейся соли - натрий сульфат (Na2SO4). Массовая доля соли в получившемся растворе равна примерно 9.61%.