оксид серы 6 массой 16 г растворили в 490 г 8-%-ной серной кислоты.К полученному раствора добавили 100г раствора гидроксида натрия с массовой долей 12%. Какая соль и в каком количестве образуется?
Для решения задачи начнем с определения реагентов и их масс, а также с уравнения реакции.
1. **Найдем молекулярные массы веществ.**
- Оксид серы (SO₃):
- Масса S = 32 г/моль.
- Масса O = 16 г/моль.
- Молекулярная масса SO₃ = 32 + 3 * 16 = 32 + 48 = 80 г/моль.
- Серная кислота (H₂SO₄):
- Масса H = 1 г/моль.
- Масса S = 32 г/моль.
- Масса O = 16 г/моль.
- Молекулярная масса H₂SO₄ = 2 * 1 + 32 + 4 * 16 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль.
- Гидроксид натрия (NaOH):
- Масса Na = 23 г/моль.
- Масса O = 16 г/моль.
- Масса H = 1 г/моль.
- Молекулярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.
2. **Найдем количество молей SO₃.**
- Масса SO₃ = 16 г.
- Количество молей SO₃ = 16 г / 80 г/моль = 0,2 моль.
3. **Определим концентрацию серной кислоты.**
- Масса 8%-ной серной кислоты = 490 г.
- Масса H₂SO₄ в растворе = 0,08 * 490 г = 39,2 г.
- Количество молей H₂SO₄ = 39,2 г / 98 г/моль ≈ 0,4 моль.
4. **Запишем уравнение реакции.**
Реакция SO₃ с серной кислотой:
\[
\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}_2\text{S}_2\text{O}_7 \quad (\text{основной продукт})
\]
Реакция с гидроксидом натрия:
\[
\text{H}_2\text{S}_2\text{O}_7 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_7 + 2 \text{H}_2\text{O}
\]
Если считать, что серная кислота (H₂SO₄) полностью реакционирует с SO₃, то для 0,2 моль SO₃ потребуется 0,2 моль H₂SO₄.
5. **Сравним реактанты.**
У нас есть:
- 0,2 моль SO₃.
- 0,4 моль H₂SO₄.
SO₃ полностью будет реагировать с H₂SO₄, и образуется 0,2 моль H₂S₂O₇.
6. **Добавление гидроксида натрия.**
Масса раствора NaOH = 100 г, массовая доля NaOH = 12%:
- Масса NaOH в растворе = 0,12 * 100 г = 12 г.
- Количество молей NaOH = 12 г / 40 г/моль = 0,3 моль.
7. **Реакция с образованием соли.**
H₂S₂O₇ реагирует с NaOH в соотношении 1:2:
- Для 0,2 моль H₂S₂O₇ необходимо 0,4 моль NaOH, а у нас только 0,3 моль. Следовательно, NaOH является лимитирующим реагентом.
8. **Ст stoichiometry.**
Мы имеем:
- 0,3 моль NaOH, что соответствует 0,15 моль SO₃, который сможет отреагировать, образуя:
\[
\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_7
\]
Для 0,15 моль NaOH будет образовываться 0,15 моль соли Na₂S₂O₇.
9. **Количество соли.**
Молярная масса Na₂S₂O₇:
- 2 * 23 + 2 * 32 + 7 * 16 = 46 + 64 + 112 = 222 г/моль.
- Масса образовавшейся соли = 0,15 моль * 222 г/моль = 33,3 г.
**Ответ:** Образуется соль Na₂S₂O₇ в количестве 33,3 г.
