Химия

Содержание серной кислоты в пробе вычисляем по количеству водорода, выделившегося в процессе реакции

$Zn + H_2SO_4 = H_2 + ZnSO_4$.

1 моль $H_2SO_4$ дает 22,4 л $H_2$,
$x_1$ молей $H_2SO_4$ - 2 л,
$x_1 = 0,0894$ моля $H_2SO_4$;
в 200 мл раствора содержится 0,0894 моля $H_2SO_4$,
в 1000 мл раствора - $х_2$ молей $H_2SO_4$,
$х_2 = 0,446$ моль/л.

Плотность 60 %-ной серной кислоты, согласно табличным данным, равна 1,503 г/мл, поэтому при плотности 1,143 г/мл ее концентрация составляет 20 %.

1000 мл 60 %-ного раствора весят 1503 г,
700 мл 60 %-ного раствора - $х_3$ г,
$x_3 = 1052$ г;
в 100 г 60 %-ной $H_2SO_4$ содержится 60 г $H_2SO_4$,
в 1052 г 60 %-ной $H_2SO_4$ - $x_4$ г $H_2SO_4$,
$x_4 = 632$ г.

Далее вычисляем содержание $H_2SO_4$ в 500 мл 20 %-ной $H_2SO_4$,

1000 мл 20 %-ного раствора $H_2SO_4$ весят 1143 г,
500 мл 20 %-ного раствора $H_2SO_4$ - $х_5$ г,
$x_5 = 571$ г;
100 г 20 %-ной $H_2SO_4$ содержат 20 г $H_2SO_4$,
571 г 20 %-ной $H_2SO_4$ - г $H_2SO_4$,
$х_6 = 115,3$ г.

Пренебрегая незначительным в данном случае изменением объема раствора (сжатием), считаем, что его объем не изменился, т. е. он равен сумме объемов взятых растворов кислот, а именно $700 + 500 = 1200$ мл.

В этом объеме содержится $632 + 114,3 = 746,3$ г, или $746,3 : 98 = 7,62$ моля, $H_2SO_4$.

Определяем молярную (мольную, моль/л) концентрацию кислоты:

в 1,2 л $H_2SO_4$ содержится 7,62 моля,
в 1,0 л $H_2SO_4$ - $с_{\: мол}$ молей,
$с_{мол} = 6,35$, т. е. 6,35 моль/л.

Объем полученного раствора вычисляем из соотношения

$V_1 \cdot H_1 = V_2 \cdot H_2$,
$1,2 л \cdot 6,35 моль/л = V_2 \cdot 0,446$ моль/л.
$V_2 = 17,1$ л.