Давайте решим задачу поэтапно.
Дано:
- Масса сульфита калия (K₂SO₃): 79 г
- Примеси: 20% (т.е. в исходной массе 20% — примеси, 80% — чистый K₂SO₃)
- Реакция идет с избытком серной кислоты (H₂SO₄)
- Выход продукта — 90%
Шаг 1. Определим массу чистого K₂SO₃
Масса чистого K₂SO₃:
[
m_{чистый} = 79,г \times 0.8 = 63,2,г
]
Масса примесей:
[
m_{примесей} = 79,г - 63,2,г = 15,8,г
]
Шаг 2. Найдём количество веществ (моли) K₂SO₃
Молярная масса K₂SO₃:
[
M_{K₂SO₃} = 2 \times 39, (\text{K}) + 32, (\text{S}) + 3 \times 16, (\text{O}) = 78 + 32 + 48 = 158,\text{г/моль}
]
Количество молей чистого K₂SO₃:
[
n_{K₂SO₃} = \frac{63,2,г}{158,г/моль} \approx 0.4,моль
]
Шаг 3. Запишем реакцию
Реакция:
[
\text{K}_2\text{SO}_3 + 2H_2\text{SO}_4 \rightarrow 2KHSO_4 + \text{S}\text{(газ)}
]
Обратите внимание, что при реакции K₂SO₃ с H₂SO₄ выделяется сернистый газ SО₂. (Вероятнее, речь идет о выделении SO₂.)
Действительно, с учетом реакции, выделяется SO₂:
[
\text{K}_2\text{SO}_3 + 2H_2\text{SO}_4 \rightarrow 2KHSO_4 + SO_2
]
Из реакции видно, что 1 молекула K₂SO₃ даёт 1 молю SO₂.
Шаг 4. Определим теоретический объем выделяющегося SO₂
Молярный объем газов при нормальных условиях (0°C и 1 атм):
[
V_m = 22,4,л/моль
]
Тогда теоретический объем SO₂:
[
V_{теоретически} = n_{SO_2} \times 22,4,л
]
где:
[
n_{SO_2} = n_{K_2SO_3} = 0.4,моль
]
Итак:
[
V_{теоретически} = 0.4 \times 22,4 = 8,96,л
]
Шаг 5. Учитываем выход реакции (90%)
Реальный объем:
[
V_{реальный} = V_{теоретически} \times 0.9 = 8,96,л \times 0.9 \approx 8,06,л
]
Ответ:
При взаимодействии 79 г сульфита калия с серной кислотой, с учетом 20% примесей и 90%-ного выхода, выделится примерно 8,06 литров SO₂.
