Дано: V(H2O)=420 мл =0,42 л, m(SO3)=40 г
Найти: ω(H2SO4)-?
Решение
1. Вычисляем количество вещества оксида сеоы (VI) массой 40 г по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(SO3)=80, поэтому M(SO3)=80 г/моль
n(SO3)=m(SO3)/M(SO3)=40 г : 80 г/моль=0,5 моль
2. Вычисляем массу воды по формуле: m=V•ρ
m(H2O)=V(H2O)•ρ(H2O)=420 мл•1 г/мл=420 г
3. Вычисляем количество вещества воды массой 420 г по формуле: n=m/M.
Mr(Н2О)=18, поэтому M(Н2О)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O)/M(H2O)=420 г : 18 г/моль=23,3 моль
4. Составим химическое уравнение:
SO3 + H2O = H2SO4
По уравнению реакции 1 моль оксида серы (VI) реагирует с 1 моль воды, поэтому с 0,5 моль оксида серы (VI) прореагирует 0,5 моль воды. По условию задачи имеем 23,3 моль воды, следовательно вода взята в избытке, она реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным оксида серы (VI).
По уравнению реакции n(SO3):n(H2O):n(H2SO4)=1:1:1, количество вещества одинаковое, поэтому:
n(H2SO4)=nпрореаг.(H2O)=n(SO3)=0,5 моль
5. Массу серной кислоты и воды, которая прореагировала, рассчитываем по формуле: m=n•M
M(H2SO4)=98 г/моль
m(H2SO4)=n(H2SO4)•M(H2SO4)=0,5 моль • 98 г/моль=49 г
mпрореаг.(Н2О)=nпрореаг.(Н2О)•M(Н2О)=0,5 моль • 18 г/моль=9 г
6. Рассчитываем массу раствора.
m(раствора)=m(Н2О)-mпрореаг.(Н2О)+m(H2SO4)=420 г - 9 г + 49 г=460 г
7. Рассчитываем массовую долю серной кислоты в растворе.
ω(H2SO4)=(H2SO4):m(раствора))•100%=(49 г : 460 г)•100%=10,7%
Ответ: в результате растворения 40 г оксида серы (VI) в 420 мл воды, образуется 10,7% раствор серной кислоты.