Реши задачу номер 3

Привет! Давай посмотрим на задачу номер 3.

Задача звучит так: "Смешан 245 г раствора с массовой долей серной кислоты 10% и 300 г раствора с массовой долей гидроксида калия 10%. Определите массу соли."

Для решения задачи выполним ряд шагов:

1. Вычислим массу серной кислоты \( H_2SO_4 \) в растворе. Для этого массу раствора умножим на его массовую долю: \[ 245 \, г \times 0.1 = 24.5 \, г \]

2. Теперь найдем массу гидроксида калия \( KOH \) по такому же принципу: \[ 300 \, г \times 0.1 = 30 \, г \]

3. Реакция нейтрализации между серной кислотой и гидроксидом калия протекает по уравнению: \[ 2KOH + H_2SO_4 → K_2SO_4 + 2H_2O \]

4. Из уравнения видно, что 1 моль \( H_2SO_4 \) реагирует с 2 молями \( KOH \), и образуется 1 моль \( K_2SO_4 \) (сульфата калия). Нам нужно определить лимитирующий реагент.

5. Рассчитаем количество вещества для каждого компонента: Молярная масса \( H_2SO_4 \) равна \( 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \, г/моль \). \[ n_{H_2SO_4} = \frac{24.5 \, г}{98 \, г/моль} ≈ 0.25 \, моль \]

Молярная масса \( KOH \) равна \( 39 + 16 + 1 = 56 \, г/моль \). \[ n_{KOH} = \frac{30 \, г}{56 \, г/моль} ≈ 0.536 \, моль \]

Так как для полного протекания реакции нужно \( 2n_{H_2SO_4} \) моль \( KOH \), то есть \( 0.5 \, моль \), а у нас \( 0.536 \, моль \), лимитирующим реагентом будет \( H_2SO_4 \).

6. Зная количество вещества лимитирующего реагента, найдем массу сульфата калия \( K_2SO_4 \): Молярная масса \( K_2SO_4 \) равна \( 2 \times 39 + 32 + 4 \times 16 = 174 \, г/моль \). \[ m_{K_2SO_4} = n_{H_2SO_4} \times M_{K_2SO_4} \] \[ m_{K_2SO_4} = 0.25 \, моль \times 174 \, г/моль \] \[ m_{K_2SO_4} = 43.5 \, г \]

Таким образом, масса сульфата калия \( K_2SO_4 \), которая образуется в реакции, составляет 43.5 г. Похоже, ответ в учебнике правильный.