Вопрос школьника
Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном смешением 200 мл 15%-ного раствора серной кислоты плотностью 1,2 г/мл и 150 мл 10%-ного раствора нитрата бария плотностью 1,04 г/мл.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо найти количество вещества серной кислоты в обоих растворах и сложить их, а затем найти массу полученного раствора и вычислить массовую долю серной кислоты.
1. Найдем количество вещества серной кислоты в 200 мл 15%-ного раствора:
Массовая доля серной кислоты в 15%-ном растворе равна 15 г на 100 г раствора, то есть 0,15 моль на 1 л раствора. Плотность раствора равна 1,2 г/мл, следовательно, масса 200 мл раствора равна 240 г.
Количество вещества серной кислоты в 200 мл 15%-ного раствора:
n1 = 0,15 моль/л × 0,2 л = 0,03 моль
2. Найдем количество вещества нитрата бария в 150 мл 10%-ного раствора:
Массовая доля нитрата бария в 10%-ном растворе равна 10 г на 100 г раствора, то есть 0,1 моль на 1 л раствора. Плотность раствора равна 1,04 г/мл, следовательно, масса 150 мл раствора равна 156 г.
Количество вещества нитрата бария в 150 мл 10%-ного раствора:
n2 = 0,1 моль/л × 0,15 л = 0,015 моль
3. Сложим количество вещества серной кислоты и нитрата бария:
n = n1 + n2 = 0,03 моль + 0,015 моль = 0,045 моль
4. Найдем массу полученного раствора:
Масса полученного раствора равна сумме масс 200 мл 15%-ного раствора и 150 мл 10%-ного раствора:
m = 240 г + 156 г = 396 г
5. Найдем массовую долю серной кислоты в полученном растворе:
Масса серной кислоты в полученном растворе равна массе 15%-ного раствора, так как нитрат бария не содержит серную кислоту:
m(H2SO4) = 240 г
Массовая доля серной кислоты в полученном растворе:
w(H2SO4) = m(H2SO4) / m = 240 г / 396 г ≈ 0,6061
Ответ: массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет около 60,61%.
