Для решения задачи нужно использовать уравнение реакции между сульфитом натрия (Na2SO3) и серной кислотой (H2SO4), а также применять закон сохранения массы.
Определение объема сернистого газа: По условию задачи нам нужно получить 6,72 литра сернистого газа (SO2). При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 литра. Поэтому, чтобы найти количество молей SO2, воспользуемся формулой:
\[ n(SO2) = \frac{V(SO2)}{V_m} = \frac{6,72 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,3 \, \text{моль} \]
Составление уравнения реакции: Уравнение реакции между Na2SO3 и H2SO4 выглядит следующим образом:
\[ Na2SO3 + H2SO4 \rightarrow Na2SO4 + SO2 + H2O \]
Из уравнения следует, что 1 моль сульфита натрия дает 1 моль сернистого газа. То есть, для получения 0,3 моля SO2 потребуется 0,3 моля Na2SO3.
Рассчет массы сульфита натрия: Найдем молярную массу сульфита натрия (Na2SO3):
\[ M(Na2SO3) = 2 \cdot M(Na) + M(S) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 23 + 32 + 3 \cdot 16 = 46 + 32 + 48 = 126 \, \text{г/моль} \]
Теперь рассчитаем массу Na2SO3, необходимую для реакции:
\[ m(Na2SO3) = n(Na2SO3) \cdot M(Na2SO3) = 0,3 \, \text{моль} \cdot 126 \, \text{г/моль} \approx 37,8 \, \text{г} \]
Находим массу 10% раствора: 10% раствор значит, что в 100 г раствора содержится 10 г Na2SO3. То есть, масса раствора (m) необходима для получения 37,8 г Na2SO3 рассчитывается следующим образом:
\[ m = \frac{m(Na2SO3)}{0,1} = \frac{37,8 \, \text{г}}{0,1} = 378 \, \text{г} \]
Таким образом, для получения 6,72 литра сернистого газа требуется добавить 378 г 10% раствора сульфита натрия к избытку серной кислоты.
