Какова масса вещества в конечном растворе после добавления 9,8 г серной кислоты к раствору, содержащему 12 г гидроксида

Laki

9

Для решения этой задачи, нам нужно учесть закон сохранения массы, согласно которому сумма масс реагентов должна быть равна сумме масс продуктов реакции.

Итак, у нас есть раствор гидроксида натрия, содержащий 12 г этого вещества, и мы добавляем 9,8 г серной кислоты. Цель состоит в том, чтобы найти массу конечного раствора после реакции.

Чтобы решить эту задачу, мы должны знать химическое уравнение реакции между гидроксидом натрия и серной кислотой. Предположим, что реакция выглядит следующим образом:

\[2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O\]

Согласно уравнению, каждая молекула гидроксида натрия взаимодействует с одной молекулой серной кислоты, образуя одну молекулу сульфата натрия и две молекулы воды.

Поскольку массы веществ обычно измеряются в граммах, мы можем предположить, что в данной задаче у нас есть столяровое количество реагентов (1 моль гидроксида натрия и 1 моль серной кислоты), что упрощает наши вычисления.

Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) составляет около 40 г/моль, а молярная масса серной кислоты (H2SO4) примерно равна 98 г/моль.

Теперь мы можем перейти к пошаговому решению:

1. Рассчитаем количество вещества гидроксида натрия (NaOH) в исходном растворе:

\[\text{Количество вещества NaOH} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{12 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}}\]

Подставив числа, получаем:

\[\text{Количество вещества NaOH} = 0,3 \, \text{моль}\]

2. Рассчитаем количество вещества серной кислоты (H2SO4), добавленное в раствор:

\[\text{Количество вещества H2SO4} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{9,8 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}}\]

Подставив числа, получаем:

\[\text{Количество вещества H2SO4} = 0,1 \, \text{моль}\]

3. Теперь мы можем определить ограничивающий реагент, то есть вещество, которое будет использовано полностью в реакции. В данном случае ограничивающим реагентом является серная кислота, так как у нее наименьшее количество.

4. Рассчитаем количество вещества сульфата натрия (Na2SO4), образованного в результате реакции. Учитывая коэффициенты перед соответствующими веществами в уравнении реакции, получаем:

\[\text{Количество вещества Na2SO4} = 0,1 \, \text{моль} \times \frac{1}{2} = 0,05 \, \text{моль}\]

5. Теперь мы можем рассчитать массу сульфата натрия (Na2SO4) в конечном растворе:

\[\text{Масса Na2SO4} = \text{Количество вещества} \times \text{Молярная масса} = 0,05 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль}\]

Подставив числа, получаем:

\[\text{Масса Na2SO4} = 7,1 \, \text{г}\]

Таким образом, масса сульфата натрия в конечном растворе составляет 7,1 г.