Дано:
- Объем раствора NaOH V(NaOH) = 210 мл = 0,21 л
- Массовая доля NaOH w(NaOH) = 12% = 0,12
- Плотность раствора NaOH ρ = 1,13 г/мл
- Объем сероводорода V(H2S) = 9,4 л = 9,4 × 10^-3 м³
- Условия нормальные (н.у.): 1 моль газа занимает 22,4 л
Найти: массовые доли NaOH, H2S, Na2S, H2O в полученном растворе.
Решение:
1. Масса раствора NaOH:
m(раствор) = ρ × V = 1,13 г/мл × 210 мл = 237,3 г
2. Масса NaOH в растворе:
m(NaOH) = w(NaOH) × m(раствор) = 0,12 × 237,3 г = 28,46 г
3. Масса воды в растворе:
m(вода) = m(раствор) - m(NaOH) = 237,3 г - 28,46 г = 208,84 г
4. Молекулярная масса NaOH:
M(NaOH) = 40 г/моль
5. Количество вещества NaOH:
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 28,46 г / 40 г/моль = 0,7115 моль
6. Молекулярная масса H2S:
M(H2S) = 34 г/моль
7. Количество вещества H2S:
n(H2S) = V(H2S) / 22,4 л/моль = 9,4 л / 22,4 л/моль = 0,4196 моль
8. Реакция нейтрализации:
2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O
Из уравнения реакции видно, что 2 моль NaOH реагируют с 1 моль H2S. Таким образом:
n(NaOH) = 2 × n(H2S)
0,7115 моль NaOH реагируют с 0,4196 моль H2S (в полном соответствии с уравнением реакции).
9. Масса Na2S, образующегося в реакции:
Молекулярная масса Na2S = 78 г/моль
m(Na2S) = n(H2S) × M(Na2S) = 0,4196 моль × 78 г/моль = 32,7 г
10. Масса воды, образующейся в реакции:
m(вода, реакция) = 2 × n(H2S) × M(H2O) = 2 × 0,4196 моль × 18 г/моль = 15,1 г
11. Масса воды в растворе после реакции:
m(вода, раствор) = m(вода) - m(вода, реакция) = 208,84 г - 15,1 г = 193,74 г
Ответ:
Массовые доли:
- NaOH: 28,46 г / (237,3 г + 32,7 г + 15,1 г + 193,74 г) = 28,46 г / 479,84 г = 0,0593 = 5,93%
- H2S: 0 г (вся масса H2S реакционировала)
- Na2S: 32,7 г / 479,84 г = 0,0681 = 6,81%
- Вода: 193,74 г / 479,84 г = 0,4041 = 40,41%