Вопрос школьника
Определите массу оксида серы (VI), который надо растворить в 4 кг воды, чтобы получить раствор с массовой долей серной кислоты 4,9%.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химические формулы и уравнения реакций, а также знания о молярной массе и концентрации растворов.
Сначала определим молярную массу оксида серы (VI), который имеет формулу SO3. Молярная масса SO3 равна сумме масс атомов серы и кислорода в молекуле:
M(SO3) = M(S) + 3M(O) = 32,06 г/моль + 3 × 16,00 г/моль = 80,06 г/моль
Затем найдем количество вещества SO3, необходимое для получения раствора с массовой долей серной кислоты 4,9%. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
SO3 + H2O → H2SO4
Массовая доля серной кислоты в растворе определяется как отношение массы H2SO4 к общей массе раствора:
массовая доля H2SO4 = масса H2SO4 / (масса H2SO4 + масса H2O)
Подставляя известные значения, получаем:
0,049 = масса H2SO4 / (масса H2SO4 + 4 кг)
масса H2SO4 = 0,049 × (масса H2SO4 + 4 кг)
масса H2SO4 = 0,049 масса H2SO4 + 0,196 кг
масса H2SO4 = 4,0 кг × 0,049 / 0,951 ≈ 0,206 кг
Таким образом, масса H2SO4 в растворе составляет 0,206 кг. Для получения этой массы H2SO4 из SO3 необходимо растворить соответствующее количество вещества SO3 в воде. Количество вещества SO3 можно найти из уравнения реакции, зная, что на каждый моль SO3 образуется один моль H2SO4:
n(SO3) = n(H2SO4) = масса H2SO4 / M(H2SO4) = 0,206 кг / 98,08 г/моль ≈ 0,0021 моль
Масса SO3, необходимая для получения такого количества вещества, равна:
масса SO3 = n(SO3) × M(SO3) = 0,0021 моль × 80,06 г/моль ≈ 0,168 г
Таким образом, для получения раствора с массовой долей серной кислоты 4,9% необходимо растворить около 0,168 г SO3 в 4 кг воды.
