Дано:
1. Объем смеси оксида серы(IV) и хлороводорода: V = 11,2 л = 11,2 * 10^-3 м³
2. Плотность смеси по воздуху: ρ(смесь) = 1,8276
3. Объем раствора гидроксида натрия: V(NaOH) = 76,8 мл = 0,0768 л
4. Массовая доля NaOH: w(NaOH) = 25% = 0,25
5. Плотность раствора NaOH: ρ(NaOH) = 1,25 г/мл = 1250 кг/м³
Найдем массу смеси оксида серы(IV) и хлороводорода:
Для нахождения массы смеси используем формулу:
m(смесь) = ρ(смесь) * V(смесь) * 1000 (перевод в граммы)
m(смесь) = 1,8276 * 11,2 * 10^3 = 20,516,32 г
Теперь найдем массу раствора гидроксида натрия:
m(NaOH) = V(NaOH) * ρ(NaOH) = 0,0768 л * 1250 кг/м³ = 96 г
Теперь определим количество вещества NaOH в растворе:
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 96 г / 40 г/моль = 2,4 моль
Теперь определим количество вещества HCl и SO2 в смеси. Предположим, что в реакции участвует вся масса смеси.
Сначала находим молекулярные массы:
M(HCl) = 36,5 г/моль
M(SO2) = 64 г/моль
Зная, что в реакции HCl и NaOH происходит нейтрализация, а SO2 образует NaHSO3 и Na2SO3, можем записать уравнение реакции:
SO2 + NaOH → NaHSO3
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Обозначим количество вещества SO2 как n(SO2) и HCl как n(HCl).
Теперь найдем соотношение:
Общая масса смеси = масса HCl + масса SO2
m(смеси) = n(HCl) * M(HCl) + n(SO2) * M(SO2)
Теперь мы можем выразить количество HCl через количество NaOH:
n(HCl) = n(NaOH) = 2,4 моль
Теперь найдем массу HCl:
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl) = 2,4 * 36,5 = 87,6 г
Теперь найдем массу SO2:
m(SO2) = m(смеси) - m(HCl)
m(SO2) = 20,516,32 г - 87,6 г = 20,428,72 г
Теперь найдем количество вещества SO2:
n(SO2) = m(SO2) / M(SO2) = 20,428,72 г / 64 г/моль = 0,319 моль
Теперь определим массы образовавшихся продуктов:
1. Масса NaCl:
m(NaCl) = n(HCl) * M(NaCl) = 2,4 * 58,44 = 140,18 г
2. Масса NaHSO3:
m(NaHSO3) = n(SO2) * M(NaHSO3) = n(SO2) * (Na + H + 2*O) = n(SO2) * (22,99 + 1 + 32) = 0,319 * 82,99 = 26,48 г
Теперь найдем массу конечного раствора:
m(конечного раствора) = m(NaOH) + m(NaCl) + m(NaHSO3) + m(H2O)
m(конечного раствора) = 96 г + 140,18 г + 26,48 г + (2,4 * 18) = 96 + 140,18 + 26,48 + 43,2 = 305,86 г
Теперь найдем массовые доли веществ в конечном растворе:
w(NaCl) = m(NaCl) / m(конечного раствора) * 100% = 140,18 / 305,86 * 100% ≈ 45,8%
w(NaHSO3) = m(NaHSO3) / m(конечного раствора) * 100% = 26,48 / 305,86 * 100% ≈ 8,7%
w(NaOH) = m(NaOH) / m(конечного раствора) * 100% = 96 / 305,86 * 100% ≈ 31,4%
Ответ:
w(NaCl) ≈ 45,8%; w(NaHSO3) ≈ 8,7%; w(NaOH) ≈ 31,4%.