Какой объём газа выделится (00С, 101,3 кПа), если в реакцию вступят: 6,3 г сульфита натрия и 7,3 г соляной кислоты?
Для решения задачи нужно определить, какие вещества участвуют в реакции и в каких соотношениях. Реакция между сульфитом натрия (Na2SO3) и соляной кислотой (HCl) может быть описана следующим образом:
\[ \text{Na}_2\text{SO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \]
Теперь мы можем определить, сколько газа (SO2) выделится в результате реакции.
- Найдем количество веществ для каждой из реакционных составляющих.
- Молярная масса Na2SO3 = 2 × 23 + 32 + 3 × 16 = 126 г/моль.
- Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль.
Теперь можем найти количество моль:
Для Na2SO3: \[ n(\text{Na}_2\text{SO}_3) = \frac{6.3 \, \text{г}}{126 \, \text{г/моль}} \approx 0.050 \, \text{моль} \]
Для HCl: \[ n(\text{HCl}) = \frac{7.3 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.200 \, \text{моль} \]
- Рассчитаем, какое количество Na2SO3 и HCl нужно в реакции. По уравнению реакции мы видим, что на 1 моль Na2SO3 нужно 2 моль HCl.
- Для 0.050 моль Na2SO3 нужно: \[ 2 \times 0.050 \, \text{моль} = 0.100 \, \text{моль HCl} \]
Сравним количество доступного HCl с требуемым: \[ 0.200 \, \text{моль HCl} > 0.100 \, \text{моль HCl} \] Это значит, что HCl в избытке, а сульфит натрия является ограничивающим реагентом.
В результате реакции образуется 1 моль SO2 на 1 моль Na2SO3. То есть, из 0.050 моль Na2SO3 получим 0.050 моль SO2.
Теперь найдем объём газа при стандартных условиях (0 °C и 101,3 кПа): По закону Бойля-Мариотта, 1 моль идеального газа занимает 22.4 л при стандартных условиях.
Объём SO2 будет равен: \[ V(\text{SO}_2) = n(\text{SO}_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.050 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 1.12 \, \text{л} \]
Таким образом, объём газа (SO2), который выделится в реакции, составляет примерно 1.12 литра.
