Химия
8 класс
Вопрос
Сульфат кальция массой 27,2 г прокалили ($1400^{ \circ } С$), выделившийся $SO_{2}$ (выход равен 80 %) растворили в 200 г воды. Определите массовую долю (в процентах) сернистой кислоты в полученном растворе.
Ответ
Вычисляем количество сульфата кальция:
$\nu (CaSO_{4}) = \frac{m(CaSO_{4})}{M(CaSO_{4})}$;
$\nu (CaSO_{4}) = \frac{27,2}{136} = 0,2 моль$.
Записываем уравнение реакции:
$2CaSO_{4} \rightarrow 2CaO + 2SO_{2} \uparrow + O_{2} \uparrow$.
Согласно уравнению реакции
$\nu_{теор}(SO_{2}) = \nu (CaSO_{4}); \nu_{теор}(SO_{2}) = 0,2 моль$.
Определяем практически полученное количество оксида серы (IV):
$\nu_{практ} (SO_{2} ) = \frac{ \nu_{теор}(SO_{2}) \cdot \eta}{ 100 \text{ % } }$
$\nu_{практ} (SO_{2} ) = \frac{0,2 \cdot 80}{100} = 0,16 моль$.
При растворении оксида серы (IV) в воде образуется сернистая кислота:
$SO_{2} + H_{2}O \rightarrow H_{2}SO_{3}$.
Согласно уравнению реакции
$\nu (H_{2}SO_{3}) = \nu_{практ}(SO_{2}); \nu (H_{2}SO_{3}) = 0,16 моль$.
Тогда масса кислоты будет равна:
$m(H_{2}SO_{3}) = \nu(H_{2}SO_{3}) + M(H_{2}SO_{3})$;
$m(H_{2}SO_{3}) = 0,16 \cdot 82 = 13,12 г$.
Рассчитываем массу растворенного оксида серы:
$m_{практ}(SO_{2}) = \nu_{практ}(SO_{2}) \cdot M(SO_{2})$;
$m_{практ}(SO_{2}) = 0,16 \cdot 64 = 10,24 г$.
Масса раствора будет равна:
$m(р-ра) = m(H_{2}O) + m_{практ}(SO_{2})$;
$m(р-ра) = 200 + 10,24 = 210,24 г$.
Определяем массовую долю $H_{2}SO_{3}$ в растворе:
$\omega (H_{2}SO_{3}) = \frac{m(H_{2}SO_{3} ) }{m(р-ра)} \cdot 100$%;
$\omega (H_{2}SO_{3}) = \frac{13,12}{210,24} \cdot 100 = 6,24$ %.