Химия
8 класс
Вопрос
Продукты полного сгорания 4,48 л сероводорода (н.у.) в избытке кислорода поглощены 53 мл 16%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,18 г/мл). Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе и массу осадка, который выделится при обработке этого раствора избытком раствора гидроксида бария.
Ответ
Из условия задачи, рассчитаем количества веществ $H_{2}S$ и $NaOH$:
$\nu (H_{2}S) = \frac{4,48}{22,4} = 0,2 моль$,
$\nu (NaOH) = \frac{53 \cdots 1,18 \cdot 0,16}{40} = 0,25 моль$.
Реакция сгорания сероводорода выражается уравнением:
$\underset{0,2 моль}{H_{2}S} + 1,5O_{2} \rightarrow \underset{0,2 моль}{SO_{2}} + \underset{0,2 моль}{H_{2}O}$
Судя по соотношению количеств веществ, при пропускании $SO_{2}$ в раствор щелочи будут образовываться и кислая, и средняя соли:
$\underset{x}{NaOH} + \underset{x}{SO_{2} } \rightarrow \underset{x}{NaHSO_{3} }$;
$\underset{2y}{2NaOH} + \underset{y}{SO_{2} } \rightarrow \underset{y}{Na_{2}SO_{3} }$;
Составим систему уравнений:
$\begin{cases} x + 2y = 0,25; \\ x + y = 0,2, \end{cases}$
решение которой дает: $x = 0,15 моль, y = 0,05 моль$.
Массы солей в растворе:
$m(NaHSO_{3}) = 104 \cdot 0,15 = 15,6 г$;
$m(Na_{2}SO_{3}) = 126 \cdot 0,05 = 6,3 г$.
Масса раствора:
$m = m(исх) + m(SO_{2}) + m(H_{2}O) = 53 \cdot 1,18 + 0,2 \cdot 64 + 0,2 \cdot 18 = 78,94 г$.
Массовые доли солей:
$\omega (NaHSO_{3}) = \frac{15,6}{78,94} = 0,198$ (или 19.8%),
$\omega (Na_{2}SO_{3}) = \frac{6,3}{78,94} = 0,08$ (или 8.0%).
При обработке раствора избытком гидроксида бария протекают реакции:
$NaJSO_{3} + Ba(OH)_{2} \rightarrow BaSO_{3} \downarrow + NaOH + H_{2}O$;
$Na_{2}SO_{3} + Ba(OH)_{2} \rightarrow BaSO_{3} \downarrow + 2NaOH$.
Масса осадка $BaSO_{3}$:
$m(BaSO_{3}) = 217 \cdot (NULL,15 + 0,05) = 43,4 г$.
Ответ: $\omega (NaHSO_{3})$ = 19,8%, $\omega (Na_{2}SO_{3})$ = 8,0%, $m(BaSO_{3})$ = 43,4 г.