Решение: Расчёт массы раствора кислоты
Через 10%-ный раствор серной кислоты пропускали аммиак до полного образования средней соли. Всего израсходовано 11,2 л (н.у.) аммиака. Определите 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 шаговСредняя соль серной кислоты — сульфат аммония. Уравнение реакции:
$$\mathrm{H_2SO_4 + 2NH_3 \rightarrow (NH_4)_2SO_4}$$Определим количество вещества аммиака по его объёму при нормальных условиях:
$$n(\mathrm{NH_3}) = \dfrac{V(\mathrm{NH_3})}{V_m} = \dfrac{11{,}2\ \text{л}}{22{,}4\ \text{л/моль}} = 0{,}5\ \text{моль}$$Согласно уравнению реакции количество вещества серной кислоты в два раза меньше:
$$n(\mathrm{H_2SO_4}) = \dfrac{n(\mathrm{NH_3})}{2} = \dfrac{0{,}5}{2} = 0{,}25\ \text{моль}$$Вычислим массу чистой серной кислоты, используя её молярную массу:
$$m(\mathrm{H_2SO_4}) = n(\mathrm{H_2SO_4}) \cdot M(\mathrm{H_2SO_4}) = 0{,}25\ \text{моль} \cdot 98\ \text{г/моль} = 24{,}5\ \text{г}$$Массовая доля серной кислоты в растворе равна 10%, поэтому масса исходного раствора составляет:
$$m_{\text{раствора}} = \dfrac{m(\mathrm{H_2SO_4})}{\omega(\mathrm{H_2SO_4})} = \dfrac{24{,}5\ \text{г}}{0{,}10} = 245\ \text{г}$$Масса исходного 10%-ного раствора серной кислоты равна 245 г.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают образование кислой соли $\mathrm{NH_4HSO_4}$ вместо средней соли $\mathrm{(NH_4)_2SO_4}$.
Не учитывают соотношение веществ $n(\mathrm{H_2SO_4}) : n(\mathrm{NH_3}) = 1 : 2$.
При расчёте массы раствора используют массовую долю 10 вместо 0,10.
Не указывают единицы измерения физических величин.