Через 160 г 5%-ного раствора гидроксида натрия пропустили 4,48 л (н. у.) сернистого газа. Определите массовую долю соли (%) в полученном растворе.

Для решения задачи сначала найдем количество щелочи в исходном растворе и количество сернистого газа, который реагирует с ней.

1. Вычислим массу гидроксида натрия в растворе: Масса 5%-ного раствора составляет 160 г. Масса NaOH в растворе: \[ m_{NaOH} = 0.05 \cdot 160 \, \text{г} = 8 \, \text{г} \]

2. Вычислим количество сернистого газа: Сернистый газ (SO₂) реагирует с NaOH по реакции: \[ SO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O \] Из уравнения видно, что 1 моль SO₂ реагирует с 2 моль NaOH.

   Используем объем газообразного SO₂, чтобы найти его количество в молях. По условиям задачи, мы имеем 4,48 л SO₂ при нормальных условиях. Молярный объем газа при нормальных условиях составляет 22,4 л/моль, следовательно: \[ n_{SO_2} = \frac{4.48 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.2 \, \text{моль} \]

3. Вычислим количество NaOH, необходимое для реакции: Поскольку на 1 моль SO₂ требуется 2 моль NaOH, то: \[ n_{NaOH} = 2 \cdot n_{SO_2} = 2 \cdot 0.2 \, \text{моль} = 0.4 \, \text{моль} \]

4. Переведем количество NaOH в массу: Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль. Следовательно, масса необходимого NaOH: \[ m_{NaOH, \text{нужный}} = n_{NaOH} \cdot M_{NaOH} = 0.4 \, \text{моль} \cdot 40 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г} \]

5. Определим, сколько NaOH осталось после реакции: Изначально у нас было 8 г NaOH, но для реакции необходимо 16 г. Это означает, что NaOH полностью исчерпался, и сернистый газ останется без остатка, так как его количество превышает количество NaOH.

6. Определим, что у нас образовалось в результате реакции: В результате реакции образуется натрий карбонат (Na2SO3) по уравнению, которое мы уже привели. В этом случае, одна молекула сернистого газа приведет к образованию одной молекулы натрий карбоната.

7. Найдем массу полученного Na2SO3: Молярная масса Na2SO3 составляет около 126 г/моль. Поскольку у нас образуется 0.2 моль Na2SO3, \[ m_{Na_2SO_3} = 0.2 \, \text{моль} \cdot 126 \, \text{г/моль} = 25.2 \, \text{г} \]

8. Определим массовую долю соли в растворе: Объем раствора не изменился, поэтому предполагаем, что 160 г раствора остаётся. Полученное количество Na2SO3 добавляется к этому раствору.

   Масса растворённой соли: \[ m_{соли} = m_{Na_2SO_3} = 25.2 \, \text{г} \] Масса раствора теперь: \[ m_{раствора} = 160 \, \text{г} + 25.2 \, \text{г} = 185.2 \, \text{г} \]

   Массовая доля соли: \[ W = \frac{m_{соли}}{m_{раствора}} \cdot 100\% = \frac{25.2}{185.2} \cdot 100\% \approx 13.6\% \]

Таким образом, массовая доля соли в полученном растворе составляет примерно 13.6%.