После пропускания 5,6 л аммиака (при н.у.) через раствор серной кислоты получили раствор средней соли массой 825 г. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. В ответе…
После пропускания 5,6 л аммиака (при н.у.) через раствор серной кислоты получили раствор средней соли массой 825 г. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Для решения задачи, мы будем следовать шаг за шагом, начиная с уравнения реакции и основного расчета массовой доли соли в растворе.
Шаг 1: Напишем уравнение реакции
Когда аммиак (NH₃) реагирует с серной кислотой (H₂SO₄), образуется сульфат аммония (NH₄)₂SO₄. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ 2 \, NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4 \]
Шаг 2: Рассчитаем количество вещества аммиака
Чтобы узнать, сколько вещества аммиака (NH₃) мы имеем, будем использовать условия.normal' (н.у.):
- Объем аммиака: 5,6 л.
- При нормальных условиях (н.у.): 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
Используем это для нахождения количества вещества (n) аммиака:
\[ n(NH_3) = \frac{V}{V_m} = \frac{5.6 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.25 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Находим количество вещества сульфата аммония
Из уравнения реакции видно, что 2 моля NH₃ реагируют с 1 молью H₂SO₄, чтобы образовать 1 моль (NH₄)₂SO₄. Следовательно, 0.25 моль NH₃, согласно стехиометрии реакции, даст:
\[ n((NH_4)_2SO_4) = \frac{0.25 \, \text{моль}}{2} = 0.125 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Рассчитаем массу сульфата аммония
Теперь найдём массу полученного сульфата аммония:
- Молярная масса (NH₄)₂SO₄:
- \(N: 14 \, \text{г/моль} \times 2 = 28 \, \text{г/моль}\)
- \(H: 1 \, \text{г/моль} \times 8 = 8 \, \text{г/моль}\)
- \(S: 32 \, \text{г/моль} \times 1 = 32 \, \text{г/моль}\)
- \(O: 16 \, \text{г/моль} \times 4 = 64 \, \text{г/моль}\)
Суммируем:
\[ M((NH_4)_2SO_4) = 28 + 8 + 32 + 64 = 132 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдем массу сульфата аммония:
\[ m((NH_4)_2SO_4) = n \cdot M = 0.125 \, \text{моль} \times 132 \, \text{г/моль} = 16.5 \, \text{г} \]
Шаг 5: Найдем массовую долю соли в растворе
Масса всего раствора (включая соль и растворитель) составляет 825 г. Массовая доля соли рассчитывается по формуле:
\[ \text{массовая доля соли} = \frac{m_{\text{соли}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% \]
Подставляем значения:
\[ \text{массовая доля соли} = \frac{16.5 \, \text{г}}{825 \, \text{г}} \times 100\% \approx 2 \% \]
Ответ
Итак, массовая доля сульфата аммония в полученном растворе составляет примерно 2%.
