Чтобы решить эту задачу, давайте последовательно разберемся с данными и применим необходимые формулы.
Шаг 1: Анализ задачи
Мы имеем:
- Масса раствора серной кислоты (H₂SO₄) = 110 г.
- Масса 10%-ного раствора гидроксида натрия (NaOH) = 80 г.
Шаг 2: Определим количество вещества NaOH в растворе
10%-ный раствор NaOH означает, что в 100 г раствора содержится 10 г NaOH. Таким образом, в 80 г раствора будет:
[
\text{Масса NaOH} = \frac{10}{100} \times 80 , \text{г} = 8 , \text{г}
]
Теперь нам нужно найти количество молей NaOH в этом растворе. Молярная масса NaOH составляет:
- Na = 23 г/моль
- O = 16 г/моль
- H = 1 г/моль
Суммируем:
[
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 , \text{г/моль}
]
Теперь найдём количество молей NaOH:
[
n(NaOH) = \frac{\text{масса}}{M} = \frac{8 , \text{г}}{40 , \text{г/моль}} = 0,2 , \text{моль}
]
Шаг 3: Реакция нейтрализации
Серная кислота (H₂SO₄) реагирует с гидроксидом натрия (NaOH) по уравнению:
[
H₂SO₄ + 2NaOH \rightarrow Na₂SO₄ + 2H₂O
]
Согласно уравнению, на 1 моль H₂SO₄ требуется 2 моль NaOH. Значит, нам нужно 0,1 моль H₂SO₄ для реакции с 0,2 моль NaOH.
Шаг 4: Определим массу серной кислоты в растворе
Молярная масса серной кислоты составляет:
- H = 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
- S = 32 г/моль
- O = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Суммируем:
[
M(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98 , \text{г/моль}
]
Теперь рассчитаем массу 0,1 моль H₂SO₄:
[
\text{масса H₂SO₄} = n \times M = 0,1 , \text{моль} \times 98 , \text{г/моль} = 9,8 , \text{г}
]
Шаг 5: Рассчитаем массовую долю серной кислоты в растворе
Теперь мы можем рассчитать массовую долю серной кислоты в растворе:
[
\text{Массовая доля} = \frac{\text{масса H₂SO₄}}{\text{масса раствора}} \times 100%
]
[
\text{Массовая доля} = \frac{9,8 , \text{г}}{110 , \text{г}} \times 100% \approx 8,91%
]
Ответ
Массовая доля серной кислоты в исходном растворе составляет приближительно 8,91%.
