Дано:
- Объем сероводорода V = 2.24 л = 2.24 * 10^(-3) м³ (н.у.)
- Масса раствора сульфата меди(II) m_solution = 250 г
- Концентрация раствора сульфата меди(II) C_solution = 10%
Найти:
1. Массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
Решение:
1. Найдем массу сульфата меди(II) в растворе:
m_CuSO4 = C_solution * m_solution = 0.10 * 250 г = 25 г.
2. Рассчитаем количество молей сульфата меди(II):
- Молярная масса сульфата меди(II) (CuSO4) ≈ 63.5 + 32 + 4*16 = 159.5 г/моль.
n_CuSO4 = m_CuSO4 / M_CuSO4 = 25 г / 159.5 г/моль ≈ 0.156 моль.
3. Реакция между сероводородом и сульфатом меди(II):
CuSO4 + H2S → CuS + H2SO4.
4. Из стехиометрии реакции видно, что 1 моль H2S реагирует с 1 моль CuSO4, поэтому количество серной кислоты, образовавшееся в реакции, равно количеству молей сульфата меди(II):
n_H2SO4 = n_CuSO4 ≈ 0.156 моль.
5. Найдем массу серной кислоты (H2SO4):
- Молярная масса серной кислоты (H2SO4) ≈ 2*1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль.
m_H2SO4 = n_H2SO4 * M_H2SO4 = 0.156 моль * 98 г/моль ≈ 15.29 г.
6. Теперь найдем общую массу полученного раствора:
- В растворе сульфата меди было 250 г, добавляя массу серной кислоты:
m_total = m_solution + m_H2SO4 = 250 г + 15.29 г ≈ 265.29 г.
7. Рассчитаем массовую долю серной кислоты в растворе:
w_H2SO4 = (m_H2SO4 / m_total) * 100% = (15.29 г / 265.29 г) * 100% ≈ 5.77%.
Ответ:
Массовая доля серной кислоты в растворе составляет примерно 5.77%.