1. Какова масса H2SO4, которую можно получить из 36 г серного оксида (Vl) и 9 г воды? Какое вещество останется? Какова

Снежинка

35

Задача 1. Для решения этой задачи, давайте сначала посмотрим на реакцию между серным оксидом и водой. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 \]

Из уравнения реакции мы видим, что для образования 1 молекулы H2SO4 необходимо 1 молекула SO2 и 1 молекула H2O. Теперь нам нужно вычислить количество вещества серного оксида и воды, чтобы определить ограничивающий реагент.

Масса серного оксида (Vl) равна 36 г, и молярная масса SO2 составляет 64 г/моль. Таким образом, количество вещества серного оксида можно вычислить, разделив массу на молярную массу:

\[ n_{SO_2} = \frac{m_{SO_2}}{M_{SO_2}} = \frac{36\ г}{64\ г/моль} \approx 0,5625\ моль \]

Масса воды равна 9 г, и молярная масса H2O составляет 18 г/моль. Количество вещества воды можно вычислить таким же образом:

\[ n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{9\ г}{18\ г/моль} = 0,5\ моль \]

Теперь сравним количество вещества серного оксида и воды. Можем увидеть, что количество вещества серного оксида (0,5625 моль) больше, чем количество вещества воды (0,5 моль). Это означает, что воды не хватит для полного превращения всего серного оксида в серную кислоту.

Таким образом, серный оксид является ограничивающим реагентом в этой реакции. Молярная масса H2SO4 составляет 98 г/моль, и количество вещества H2SO4 можно рассчитать, зная количество вещества серного оксида:

\[ n_{H_2SO_4} = n_{SO_2} = 0,5625\ моль \]

Массу H2SO4 можно вычислить, умножив количество вещества на молярную массу:

\[ m_{H_2SO_4} = n_{H_2SO_4} \times M_{H_2SO_4} = 0,5625\ моль \times 98\ г/моль \approx 55,125\ г \]

Таким образом, масса H2SO4, которую можно получить из 36 г серного оксида и 9 г воды, составляет приблизительно 55,125 г.

Чтобы вычислить остаток вещества, нам нужно сравнить количество вещества серного оксида и воды с количеством вещества H2SO4 и узнать, какой из этих двух остатков больше. В этом случае мы видим, что количество вещества воды (0,5 моль) меньше, чем количество вещества серного оксида (0,5625 моль). То есть вода останется после реакции.

Количество вещества остатка воды можно рассчитать, вычтя количество вещества H2SO4 из количества вещества воды:

\[ n_{\text{остаток воды}} = n_{\text{воды}} - n_{H_2SO_4} = 0,5\ моль - 0,5625\ моль = -0,0625\ моль \]

Масса остатка воды можно вычислить, умножив количество вещества на молярную массу:

\[ m_{\text{остаток воды}} = n_{\text{остаток воды}} \times M_{\text{H2O}} = -0,0625\ моль \times 18\ г/моль \approx -1,125\ г \]

Таким образом, получается, что масса остатка воды отрицательна (-1,125 г) и физически невозможна. Следовательно, остатка воды не будет после реакции.

Количество избыточного вещества можно вычислить, вычитая количество вещества H2SO4 из количества вещества серного оксида:

\[ n_{\text{избыточного вещества}} = n_{\text{серный оксид}} - n_{H_2SO_4} = 0,5625\ моль - 0,5625\ моль = 0\ моль \]

Масса избыточного вещества равна нулю, так как всё использовано в реакции.

Таким образом, масса остатка воды равна 0 г, масса избыточного вещества равна 0 г, и масса H2SO4 составляет приблизительно 55,125 г.

Задача 2. При взаимодействии серной кислоты и бария хлорида образуется барийсульфат. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 + 2HCl \]

Из уравнения реакции видно, что для образования 1 молекулы барийсульфата необходимо 1 молекула серной кислоты и 1 молекула бария хлорида.

Масса серной кислоты равна 52 г, и молярная масса H2SO4 составляет 98 г/моль. Таким образом, количество вещества серной кислоты можно рассчитать, разделив массу на молярную массу:

\[ n_{H_2SO_4} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}} = \frac{52\ г}{98\ г/моль} \approx 0,53\ моль \]

Масса бария хлорида равна 108 г, и молярная масса BaCl2 составляет 208 г/моль. Количество вещества бария хлорида можно вычислить таким же образом:

\[ n_{BaCl_2} = \frac{m_{BaCl_2}}{M_{BaCl_2}} = \frac{108\ г}{208\ г/моль} \approx 0,519\ моль \]

Количество вещества бария хлорида оказывается меньше, чем количество вещества серной кислоты. Это означает, что барий хлорид является ограничивающим реагентом.

Молярная масса BaSO4 составляет 233 г/моль. Количество вещества барийсульфата можно вычислить, зная количество вещества бария хлорида:

\[ n_{BaSO_4} = n_{BaCl_2} = 0,519\ моль \]

Массу барийсульфата можно рассчитать, умножив количество вещества на молярную массу:

\[ m_{BaSO_4} = n_{BaSO_4} \times M_{BaSO_4} = 0,519\ моль \times 233\ г/моль \approx 120,927\ г \]

Таким образом, масса осадка, образующегося при взаимодействии 52 г серной кислоты и 108 г бария хлорида, составляет приблизительно 120,927 г.

Задача 3. Чтобы решить эту задачу, давайте сначала рассмотрим реакцию между хлоридом натрия и нитридом серебра. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ NaCl + Ag3N \rightarrow AgCl + Na3N \]

Из уравнения реакции видно, что для образования 1 молекулы хлорида серебра необходимо 1 молекула хлорида натрия и 1 молекула нитрида серебра.

Масса раствора составляет 85 г, и массовая доля нитрида серебра составляет 2%. Следовательно, масса нитрида серебра в растворе составляет:

\[ m_{Ag_3N} = 85\ г \times 0,02 = 1,7\ г \]

Мольная масса нитрида серебра составляет 335 г/моль. Количество вещества нитрида серебра можно рассчитать, разделив массу на молярную массу:

\[ n_{Ag_3N} = \frac{m_{Ag_3N}}{M_{Ag_3N}} = \frac{1,7\ г}{335\ г/моль} \approx 0,005\ моль \]

Следовательно, количество вещества хлорида натрия, необходимого для полного осаждения всего нитрида серебра, равно 0,005 моль.

Мольная масса NaCl составляет 58,5 г/моль. Массу хлорида натрия можно рассчитать, умножив количество вещества на молярную массу:

\[ m_{NaCl} = n_{NaCl} \times M_{NaCl} = 0,005\ моль \times 58,5\ г/моль = 0,2925\ г \]

Таким образом, масса выпавшего осадка при добавлении избыточного раствора хлорида натрия к 85 г раствору с массовой долей 2% нитрида серебра составляет приблизительно 0,2925 г.