Сколько граммов оксида серы(VI) надо прибавить к 600 мл раствора серной кислоты, содержащего 12% Н2SO4 и имеющего плотность 1,08 г/мл, чтобы получить 25%-й раствор? Какая масса гидроксида магния потребуется для нейтрализации полученного раствора?
от

1 Ответ

Дано:  
Объем раствора серной кислоты V = 600 мл = 0,6 л  
Концентрация H2SO4 в растворе w(H2SO4) = 12%  
Плотность раствора ρ = 1,08 г/мл  
Концентрация получаемого раствора H2SO4 w(новое) = 25%  
Молекулярная масса SO3 = 80 г/моль  
Молекулярная масса H2SO4 = 98 г/моль  
Молекулярная масса Mg(OH)2 = 58 г/моль  

Найти:  
1. Массу оксида серы (SO3), которую нужно добавить.  
2. Массу гидроксида магния (Mg(OH)2), необходимую для нейтрализации.

Решение:

1. Масса оксида серы (SO3)
Масса исходного раствора H2SO4:  
m(исходный раствор) = V × ρ = 0,6 л × 1,08 г/мл = 648 г

Масса H2SO4 в растворе:  
m(H2SO4) = w(H2SO4) × m(исходный раствор) = 0,12 × 648 г = 77,76 г

Новая масса H2SO4 в растворе при 25% концентрации:  
m(новая H2SO4) = 0,25 × (массой раствора после добавления SO3)

Пусть масса SO3, которую надо добавить, равна x (г). Тогда масса нового раствора будет:  
m(новый раствор) = 648 г + x

Так как в новом растворе концентрация H2SO4 должна быть 25%, то:  
0,25 × (648 + x) = 77,76 + x  
162 + 0,25x = 77,76 + x  
162 - 77,76 = x - 0,25x  
84,24 = 0,75x  
x = 84,24 / 0,75 = 112,32 г

Ответ: для получения 25%-го раствора нужно добавить 112,32 г SO3.

2. Масса гидроксида магния (Mg(OH)2)

Для нейтрализации полученного раствора требуется количество Mg(OH)2, равное количеству моль H2SO4 в растворе. Реакция нейтрализации:  
H2SO4 + Mg(OH)2 → MgSO4 + 2H2O

Моль H2SO4 в растворе:  
n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 77,76 г / 98 г/моль = 0,79 моль

По реакции на 1 моль H2SO4 требуется 1 моль Mg(OH)2. Следовательно, количество Mg(OH)2 равно 0,79 моль.

Масса Mg(OH)2:  
m(Mg(OH)2) = n(Mg(OH)2) × M(Mg(OH)2) = 0,79 моль × 58 г/моль = 45,82 г

Ответ: масса гидроксида магния, необходимая для нейтрализации, равна 45,82 г.
от