Какова массовая доля серной кислоты в исходном растворе, если при добавлении избытка натрия было выделено 2,24

Gennadiy

13

Для решения данной задачи нам потребуется использовать химическую реакцию между серной кислотой (\(H_2SO_4\)) и натрием (\(Na\)):

\[H_2SO_4 + 2Na \rightarrow Na_2SO_4 + H_2\]

Из уравнения реакции видно, что каждые 2 молекулы серной кислоты соответствуют 1 молекуле водорода (\(H_2\)). Поэтому, чтобы найти количество молекул серной кислоты в исходном растворе, мы можем разделить объем выделившегося водорода на молекулярный коэффициент для водорода.

Сначала найдем количество молекул водорода. Так как задача говорит о 2,24 л водорода (н.у.), давайте преобразуем данное значение в количество молекул, используя соотношение между объемом и количеством вещества (газа):

\[V = n \cdot V_m\]

где \(V\) - объем газа, \(n\) - количество молекул газа, \(V_m\) - молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль).

Теперь мы можем вычислить количество молекул водорода:

\[n_{H_2} = \frac{V_{H_2}}{V_m} = \frac{2,24}{22,4}\]

Следующим шагом нужно найти количество молекул серной кислоты. По реакции между серной кислотой и натрием, 2 молекулы серной кислоты соответствуют 1 молекуле водорода. Поэтому количество молекул серной кислоты в исходном растворе (найденное количество молекул водорода) будет равно:

\[n_{H_2SO_4} = \frac{n_{H_2}}{2}\]

Сейчас у нас есть количество молекул серной кислоты (\(n_{H_2SO_4}\)) и нам нужно найти массовую долю серной кислоты (\(м_{H_2SO_4}\)) в исходном растворе. Массовая доля определяется как отношение массы серной кислоты к массе всего раствора. Масса равна количеству вещества, умноженному на молярную массу, поэтому:

\[м_{H_2SO_4} = \frac{n_{H_2SO_4} \cdot M_{H_2SO_4}}{m_{rastr}} \cdot 100\%\]

где \(n_{H_2SO_4}\) - количество молекул серной кислоты, \(M_{H_2SO_4}\) - молярная масса серной кислоты и \(m_{rastr}\) - масса всего раствора (которая в задаче не указана).

Таким образом, вычисляя все указанные значения и подставляя их в формулу, мы можем найти массовую долю серной кислоты в исходном растворе. Пожалуйста, укажите массу всего раствора для получения окончательного ответа.