Каковы массовые доли веществ в полученном растворе после пропуска 2.24 л (н.у.) сернистого газа через 60 г 10%-го

Милашка

13

Чтобы решить данную задачу, мы должны определить количество веществ, содержащихся в исходном растворе гидроксида натрия, а затем определить массовые доли этих веществ в полученном растворе после пропуска сернистого газа.

Шаг 1: Рассчитаем количество веществ в исходном растворе гидроксида натрия.
Для начала, нам нужно найти количество веществ, содержащихся в 60 г 10%-го раствора гидроксида натрия. Массовая концентрация гидроксида натрия равна 10%, что означает, что в 100 г раствора содержится 10 г гидроксида натрия.

Масса гидроксида натрия в 60 г 10%-го раствора:
\[
\text{Масса гидроксида натрия} = \frac{{10 \text{ г}}}{{100 \text{ г}}} \times 60 \text{ г} = 6 \text{ г}
\]

Теперь, чтобы найти количество веществ в гидроксиде натрия, нам нужно разделить его массу на молярную массу гидроксида натрия (NaOH). Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль.

Количество веществ гидроксида натрия:
\[
\text{Количество веществ} = \frac{{6 \text{ г}}}{{40 \text{ г/моль}}} = 0.15 \text{ моль}
\]

Шаг 2: Рассчитаем количество веществ, содержащихся в сернистом газе.
Мы знаем, что объем сернистого газа равен 2.24 л (н.у.), что означает, что это его объем при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атмосфера).
Объем газа связан с его количеством веществ с помощью уравнения состояния идеального газа:
\[PV = nRT\]
где P - давление (в атмосферах), V - объем (в литрах), n - количество веществ (в молях), R - универсальная газовая постоянная (примерно 0.0821 атм·л/моль·К), T - температура (в Кельвинах).

Если мы знаем давление, объем и температуру, мы можем рассчитать количество веществ газа.

\[
n = \frac{{PV}}{{RT}}
\]

В данном случае, у нас есть объем (2.24 л (н.у.)), температура (0 °C = 273 K), а давление не указано. Мы можем предположить, что давление равно 1 атмосфера. Таким образом, мы можем рассчитать количество веществ сернистого газа:

\[
n = \frac{{1 \text{ атм}} \times 2.24 \text{ л (н.у.)}}}{{0.0821 \text{ атм} \cdot \text{л/моль} \cdot \text{K}} \cdot 273 \text{ K}} = 0.108 \text{ моль}
\]

Теперь у нас есть количество веществ гидроксида натрия (0.15 моль) и количество веществ сернистого газа (0.108 моль). Мы можем использовать эти данные для определения массовых долей веществ в полученном растворе.

Шаг 3: Рассчитаем массовые доли веществ в полученном растворе.
Массовая доля вещества (массовый процент) определяется как отношение массы данного вещества к общей массе раствора, умноженное на 100%.

Мы можем рассчитать массовые доли гидроксида натрия (NaOH) и сернистого газа (SO2) в полученном растворе.

Массовая доля NaOH:
\[
\text{Массовая доля NaOH} = \frac{{\text{масса NaOH}}}{{\text{общая масса раствора}}} \times 100\%
\]

Масса NaOH:
\[
\text{Масса NaOH} = \text{количество веществ NaOH} \times \text{молярная масса NaOH}
\]

Для рассчета общей массы раствора нужно сложить массы гидроксида натрия и сернистого газа.

Общая масса раствора:
\[
\text{Общая масса раствора} = \text{масса NaOH} + \text{масса SO2}
\]

Теперь мы можем использовать данные, которые мы уже рассчитали и посчитать массовые доли гидроксида натрия и сернистого газа.

Массовая доля NaOH:
\[
\text{Массовая доля NaOH} = \frac{{\text{количество веществ NaOH} \times \text{молярная масса NaOH}}}{{\text{масса NaOH} + \text{масса SO2}}} \times 100\%
\]

Подставим значения:
\[
\text{Массовая доля NaOH} = \frac{{0.15 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль}}}{{6 \text{ г} + \text{масса SO2}}} \times 100\%
\]

Шаг 4: Определяем массовую долю сернистого газа (SO2).
Аналогично, мы можем рассчитать массовую долю сернистого газа в полученном растворе.

Массовая доля SO2:
\[
\text{Массовая доля SO2} = \frac{{\text{масса SO2}}}{{\text{общая масса раствора}}} \times 100\%
\]

Подставим значения:
\[
\text{Массовая доля SO2} = \frac{{\text{масса SO2}}}{{6 \text{ г} + \text{масса SO2}}} \times 100\%
\]

В этом шаге нам надо решить уравнение с одной неизвестной величиной - массой SO2.

Масса SO2 + масса NaOH = общая масса раствора = 60 г
\[
\text{масса SO2} + 6 \text{ г} = 60 \text{ г}
\]

Решая это уравнение, мы найдем:
\[
\text{масса SO2} = 60 \text{ г} - 6 \text{ г} = 54 \text{ г}
\]

Теперь, мы можем подставить эту массу обратно в выражение массовой доли:

\[
\text{Массовая доля SO2} = \frac{{54 \text{ г}}}{{6 \text{ г} + 54 \text{ г}}} \times 100\%
\]

Теперь у нас есть окончательные значения массовых долей гидроксида натрия и сернистого газа в полученном растворе. Необходимо только выполнить несложные арифметические вычисления, чтобы получить окончательные ответы.

Подводя итог, массовая доля NaOH в полученном растворе составляет примерно 92.31%, а массовая доля SO2 - около 7.69%.