Question

Задачу решить с дано, подробным объяснением, если необходимо, то указать тип реакции, подробно формулы, используемые при решении задачи, их обозначения. К водному раствору, содержащему сульфатную кислоту массой 98 г, добавили натрий гидроксид массой 60 г. Вычислите массу (г) средней соли, образовавшейся в результате этого.

Answer 1

Дано:
m(H2SO4)=98 r
m(NaOH)=60 r
Найти:
m(Na2SO4)-?

Решение.

Приведем все возможные варианты солей (среднюю и кислую), что может образоваться при взаимодействии H2SO4 с раствором гидроксида натрия.

Тип реакции - ионного обмена

1) H2SO4+NaOH→NaHSO4+H2O — натрий гидрогенсульфaт, образуется при мольном соотношении H2SO4 и щелочи 1 : 1 или меньше. Если мольное соотношение превышает 1 : 1(щелочи больше), происходит следующая стадия реакции нейтрализации с образованием средней соли.

Тип реакции - реакция ионного обмена

2) NaHSO4+NaOH→Na2SO4+H2O.

Найдем количество вещества H2SO4.

n=m/M, где m — масса (г), M — молярная масса (г/моль).

n(H2SO4)=98 г/98 г/моль=1 моль.

Найдем количество вещества NaOH.

n=m/M, где m — масса (г), M — молярная масса (г/моль).

n(NaOH)=60 г/40 г/моль=1,5 г/моль.

Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе. Относительная молекулярная или формульная масса вещества исчисляется как сумма атомных масс всех элементов, умноженных на их количество. Итак, по мольному соотношению видим, что первая реакция пройдёт полностью. При этом прореагирует 1 моль серной кислоты и 1 моль NaOH. Образуется 1 моль натрий гидрогенсульфата, а также останется 1,5−1=0,5 моль NaOH.

В реакцию № 2 вступит 1 моль NaHSO4 и 0,5 моль NaOH. Все коэффициенты уравнения равны единице, из этого следует, что NaOH в недостатке. Расчеты ведем именно по нему. Na2SO4 тоже получится 0,5 моль. Найдем массу средней соли.

n=m/M,

m=n⋅M.

m(Na2SO4)=0,5 моль⋅(23⋅2+32+16⋅4) г/моль=71 г.

Ответ: 71 г

Answer 2

Для решения данной задачи сначала нужно составить химическое уравнение реакции между сульфатной кислотой (H2SO4) и натрий гидроксидом (NaOH):

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

Согласно уравнению, 1 моль сульфатной кислоты (H2SO4) реагирует с 2 молями натрий гидроксида (NaOH) и образует 1 моль натрия сульфата (Na2SO4) и 2 моля воды (H2O).

Шаг 1: Найдем количество вещества (моль) каждого реагента.

Масса H2SO4 = 98 г Молярная масса H2SO4 = 1(2) + 32 + 16(4) = 98 г/моль Количество вещества H2SO4 = масса / молярная масса = 98 г / 98 г/моль = 1 моль

Масса NaOH = 60 г Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль Количество вещества NaOH = масса / молярная масса = 60 г / 40 г/моль = 1.5 моль

Шаг 2: Найдем количество вещества оставшегося реагента после его реакции с H2SO4.

Так как уравнение реакции показывает, что NaOH и H2SO4 реагируют в соотношении 2:1, то остается лишь 0.5 моль NaOH после окончания реакции с 1 молью H2SO4.

Шаг 3: Определите, какая соль образуется в результате реакции.

Согласно уравнению реакции, образуется натрий сульфат (Na2SO4).

Шаг 4: Рассчитаем массу образовавшейся соли (Na2SO4).

Молярная масса Na2SO4 = 23(2) + 32 + 16(4) = 142 г/моль

Количество вещества Na2SO4 = 0.5 моль (так как осталось 0.5 моль NaOH после реакции с H2SO4)

Масса Na2SO4 = Количество вещества × Молярная масса = 0.5 моль × 142 г/моль = 71 г

Ответ: Масса образовавшейся натрия сульфата (Na2SO4) составляет 71 г.