Решение: Расчёт массы раствора кислоты
При пропускании $5{,}6\ \text{л}$ аммиака (н. у.) через раствор серной кислоты с массовой долей кислоты $7\%$ образовался сульфат аммония. Вычислите массу исходного раствора серной кислоты.
В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение по шагам
5 шаговЗаписываем уравнение реакции взаимодействия аммиака с серной кислотой и расставляем коэффициенты.
$$2\mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{(NH_4)_2SO_4}$$Рассчитываем количество вещества аммиака по его объёму при нормальных условиях.
$$n(\mathrm{NH_3}) = \dfrac{V(\mathrm{NH_3})}{V_m} = \dfrac{5{,}6\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 0{,}25\ \text{моль}$$Согласно уравнению реакции, на $2\ \text{моль}$ аммиака приходится $1\ \text{моль}$ серной кислоты.
$$n(\mathrm{H_2SO_4}) = \dfrac{n(\mathrm{NH_3})}{2} = \dfrac{0{,}25}{2} = 0{,}125\ \text{моль}$$Вычисляем массу серной кислоты. Молярная масса серной кислоты равна $M(\mathrm{H_2SO_4}) = 98\ \text{г/моль}$.
$$m(\mathrm{H_2SO_4}) = n(\mathrm{H_2SO_4}) \cdot M(\mathrm{H_2SO_4}) = 0{,}125\ \text{моль} \cdot 98\ \text{г/моль} = 12{,}25\ \text{г}$$Используем массовую долю серной кислоты в исходном растворе.
$$m(\text{раствора}) = \dfrac{m(\mathrm{H_2SO_4})}{\omega(\mathrm{H_2SO_4})} = \dfrac{12{,}25\ \text{г}}{0{,}07} = 175\ \text{г}$$Масса исходного раствора серной кислоты равна $175\ \text{г}$; уравнение реакции: $2\mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{(NH_4)_2SO_4}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно составляют формулу сульфата аммония: правильная формула — $\mathrm{(NH_4)_2SO_4}$.
Не учитывают соотношение веществ $2:1$ в уравнении реакции.
Используют массовую долю $7$ вместо $0{,}07$.
Вычисляют массу чистой серной кислоты вместо массы исходного раствора.