Каковы массовые доли веществ в полученном растворе после полного сжигания 896 мл сероводорода (нормальных условий

Руслан

1

Для решения данной задачи нам потребуется применить знания о химических реакциях и стехиометрии. Давайте рассмотрим каждый шаг в подробностях:

1. Запишем уравнение реакции полного сжигания сероводорода (\(H2S\)) в избытке кислорода (\(O2\)):
\[2H2S + 3O2 \rightarrow 2H2O + 2SO2\]

2. Рассчитаем количество вещества сероводорода (\(H2S\)) в полученном объеме 896 мл. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
\[PV = nRT\]
где \(P\) - давление (нормальное давление равно 1 атм), \(V\) - объем в литрах, \(n\) - количество вещества в молях, \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0.0821 \frac{атм \cdot л}{моль \cdot К}\)), \(T\) - температура в Кельвинах.

Так как нам дан объем в миллилитрах, то переведем его в литры:
\[V_{H_2S} = 896 мл = 0.896 л\]

Рассчитаем количество вещества через уравнение состояния идеального газа:
\[n_{H_2S} = \frac{PV}{RT}\]
\[n_{H_2S} = \frac{1 \cdot 0.896}{0.0821 \cdot 298}\]

3. Рассчитаем количество вещества гидроксида натрия (\(NaOH\)) в газе, поглощенном 20 г 10%-ного раствора:

Сначала рассчитаем массу гидроксида натрия, содержащуюся в 10%-ном растворе:
\[m_{NaOH} = \frac{10}{100} \cdot 20 г = 2 г\]

Затем рассчитаем количество вещества гидроксида натрия:
\[n_{NaOH} = \frac{m_{NaOH}}{M_{NaOH}}\]
где \(M_{NaOH}\) - молярная масса гидроксида натрия (\(40 г/моль\)).

4. Далее определим, какие реакции могут произойти между сероводородом и гидроксидом натрия. В данном случае произойдет реакция образования серы (\(S\)) и воды (\(H2O\)):

\[2H2S + 2NaOH \rightarrow Na2S + 2H2O\]

5. Теперь найдем мольное соотношение между сероводородом и гидроксидом натрия:
\[2 : 2\]

То есть, каждые 2 моля сероводорода реагируют с 2 молями гидроксида натрия.

6. Определим ограничивающий реагент - вещество, по которому рассчитывается количество образующихся веществ. Ограничивающий реагент можно найти, используя соотношение между количествами веществ.

Сравним количество вещества сероводорода (\(H2S\)) с количеством вещества гидроксида натрия (\(NaOH\)). Соотношение 2:2 показывает, что они находятся в равных количествах. Но у нас изначально был избыток гидроксида натрия, поэтому сероводород будет ограничивающим реагентом.

7. Посчитаем количество вещества гидроксида натрия, оставшееся после реакции:
\[n_{NaOH_ост} = n_{NaOH} - 2 \cdot n_{H_2S}\]

8. Осталось вычислить массовые доли каждого вещества в полученном растворе после реакции. Для этого сначала найдем общую массу полученного раствора:
\[m_{раствор} = 20 г + 2 г = 22 г\]

Затем рассчитаем массовую долю каждого вещества:
\[массовая\_доля = \frac{m_{вещество}}{m_{раствор}} \cdot 100\%\]

Таким образом, массовые доли содержания веществ в полученном растворе после полного сжигания сероводорода в избытке кислорода и полном поглощении газа 10%-ного раствора гидроксида натрия будут следующими:

Массовая доля серы:
\[массовая\_доля_{S} = \frac{m_{S}}{m_{раствор}} \cdot 100\%\]

Массовая доля воды:
\[массовая\_доля_{H2O} = \frac{m_{H2O}}{m_{раствор}} \cdot 100\%\]

Я надеюсь, что этот ответ был подробным и понятным для вас. Если у вас возникнут еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.