дано:
- Масса 4 % -ного раствора серной кислоты (H2SO4) = 880 г
- Массовая доля H2SO4 = 0,04
- Масса оксида серы (VI) (SO3) = 16 г
- Масса гидроксида калия (KOH) = 11,2 г
найти:
- Какую соль и в каком количестве образуется.
решение:
1. Рассчитаем массу серной кислоты в растворе:
Масса H2SO4 = масса раствора * массовая доля = 880 г * 0,04 = 35,2 г.
2. Найдем количество моль H2SO4:
Молярная масса H2SO4 = 2 + 32 + 16*4 = 98 г/моль.
Количество моль H2SO4 = масса H2SO4 / молярная масса H2SO4 = 35,2 г / 98 г/моль ≈ 0,36 моль.
3. Найдем количество моль SO3:
Молярная масса SO3 = 32 + 16*3 = 80 г/моль.
Количество моль SO3 = масса SO3 / молярная масса SO3 = 16 г / 80 г/моль = 0,20 моль.
4. Определим тип реакции между SO3 и H2SO4:
SO3 + H2SO4 → H2S2O7 (двусерная кислота).
5. Теперь добавим гидроксид калия (KOH) к полученному раствору:
Реакция между H2SO4 и KOH:
H2SO4 + 2 KOH → K2SO4 + 2 H2O.
6. Найдем количество моль KOH:
Молярная масса KOH = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.
Количество моль KOH = масса KOH / молярная масса KOH = 11,2 г / 56 г/моль ≈ 0,20 моль.
7. Теперь мы можем определить, сколько K2SO4 образуется.
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль H2SO4 требуется 2 моль KOH. У нас есть 0,36 моль H2SO4 и 0,20 моль KOH. Поскольку KOH является лимитирующим реагентом, используем его для расчета:
На 0,20 моль KOH потребуется 0,10 моль H2SO4 (из расчета 2 моль KOH на 1 моль H2SO4), что меньше чем имеющиеся 0,36 моль H2SO4.
8. Теперь найдем массу K2SO4, которая образуется:
Формула K2SO4 показывает, что на 0,20 моль KOH получится 0,10 моль K2SO4:
Молярная масса K2SO4 = 39*2 + 32 + 16*4 = 174 г/моль.
Масса K2SO4 = количество моль K2SO4 * молярная масса K2SO4 = 0,10 моль * 174 г/моль = 17,4 г.
ответ:
Образуется соль K2SO4 массой 17,4 г.