вычислите массу сульфата Na, полученного при взаимодействии серной кислоты с оксидом натрия массой 50 г, содержащего 5% примесей
Чтобы решить задачу, начнем с анализа реакции, происходящей между серной кислотой (H₂SO₄) и оксидом натрия (Na₂O). Реакция протекает по следующему уравнению:
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Na}_2\text{O} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
Мы видим, что на каждый 1 моль серной кислоты реагирует 1 моль оксида натрия с образованием 1 моля сульфата натрия (Na₂SO₄) и воды.
Шаг 1: Определение чистой массы Na₂O
Дано, что оксид натрия (Na₂O) имеет массу 50 г, причем 5% от этой массы составляют примеси. Для начала найдем массу чистого Na₂O.
- Вычислим массу примесей:
\[ \text{Масса примесей} = 50 \, \text{г} \times \frac{5}{100} = 2.5 \, \text{г} \]
- Теперь найдем массу чистого Na₂O:
\[ \text{Масса чистого Na}_2\text{O} = 50 \, \text{г} - 2.5 \, \text{г} = 47.5 \, \text{г} \]
Шаг 2: Вычисление количества вещества Na₂O
Молярная масса Na₂O (оксид натрия) составляет:
- Na: 23 г/моль (в периодической таблице)
- O: 16 г/моль
Следовательно, молярная масса Na₂O:
\[ \text{M}(Na_2O) = 2 \times 23 + 16 = 46 + 16 = 62 \, \text{г/моль} \]
Теперь находим количество вещества (моль) Na₂O:
\[ n(Na_2O) = \frac{\text{массa Na}_2\text{O}}{\text{M}(Na_2O)} = \frac{47.5 \, \text{г}}{62 \, \text{г/моль}} \approx 0.765 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Вычисление массы полученного Na₂SO₄
По уравнению реакции мы знаем, что 1 моль Na₂O образует 1 моль Na₂SO₄. Следовательно, количество Na₂SO₄, которое будет получено, будет равно количеству Na₂O:
\[ n(Na_2SO_4) = n(Na_2O) = 0.765 \, \text{моль} \]
Теперь найдем молярную массу Na₂SO₄:
- Na: 23 г/моль
- S: 32 г/моль
- O: 16 г/моль
Следовательно, молярная масса Na₂SO₄:
\[ \text{M}(Na_2SO_4) = 2 \times 23 + 32 + 4 \times 16 = 46 + 32 + 64 = 142 \, \text{г/моль} \]
Теперь находим массу полученного Na₂SO₄:
\[ \text{массa Na}_2\text{SO}_4 = n(Na_2SO_4) \times \text{M}(Na_2SO_4) = 0.765 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль} \approx 108.93 \, \text{г} \]
Таким образом, масса сульфата натрия (Na₂SO₄), полученного при взаимодействии серной кислоты с оксидом натрия, составляет примерно 108.93 г.
