Question

Задача с олеумом К 200 мл воды последовательно добавили 19,5 г 24,62% олеума и 7,15 г цинка. Вычислите максимальную массу 17% раствора гидроксида натрия, который может прореагировать с полученным раствором​

Answer 1

Ответ:

150,59 г

Объяснение:

Вычислим количества веществ в олеуме:

m(SO3) = 19,5 · 0,2462 = 4,8 г

n(SO3) = 4,8 : 80 = 0,06 моль

m(H2SO4 ол.) = 19,5 – 4,8 = 14,7 г

n(H2SO4 ол.) = 14,7 : 98 = 0,15 моль

Запишем уравнения реакций, протекающих при последовательном растворении:

SO3 + H2O = H2SO4

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

n(H2SO4) = n(SO3) + n(H2SO4 ол.) = 0,06 + 0,15 = 0,21 моль

n(Zn) = 7,15 : 65 = 0,11 моль

0,21

1 > 0,11

1

→ H2SO4 в избытке

(ZnSO4) = n(Zn) = 0,11 моль

n(H2SO4 ост.) = 0,21 – 0,11 = 0,1 моль

При добавлении избытка гидроксида натрия протекают реакции:

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

ZnSO4 + 4NaOH = Na2[Zn(OH)4] + Na2SO4

n(NaOH) = 2n(H2SO4 ост.) + 4n(ZnSO4) = 0,2 + 0,44 = 0,64 моль

m(NaOH) = 0,64 · 40 = 25,6 г

m(NaOH р-ра) = 25,6 : 0,17 = 150,59 г

Answer 2

Для того чтобы вычислить максимальную массу 17% раствора гидроксида натрия (NaOH), который может прореагировать с данным раствором, мы должны определить, какое количество олеума и цинка останется после реакции и сколько NaOH потребуется для их полной нейтрализации.

1. Сначала найдем количество моль олеума (H2SO4) в добавленном олеуме. Для этого воспользуемся массой и концентрацией олеума:

Масса олеума = 19,5 г Концентрация олеума = 24,62%

Сначала переведем концентрацию в моль/литр: 24,62% = 0,2462 г/мл

Теперь найдем количество моль H2SO4: Масса H2SO4 = 19,5 г Мольная масса H2SO4 = 21 (H) + 32 (S) + 416 (O) = 98 г/моль

Количество моль H2SO4 = (масса H2SO4) / (мольная масса H2SO4) = 19,5 г / 98 г/моль = 0,1986 моль

2. Теперь найдем количество моль цинка (Zn), которое было добавлено:

Масса цинка = 7,15 г Мольная масса цинка = 65,38 г/моль

Количество моль цинка = (масса цинка) / (мольная масса цинка) = 7,15 г / 65,38 г/моль = 0,1092 моль

3. Рассмотрим реакцию между H2SO4 и Zn:

H2SO4 + Zn -> ZnSO4 + H2

Согласно уравнению, один моль H2SO4 требует одного моля цинка для полной реакции. Таким образом, количество моль H2SO4 (0,1986 моль) будет ограничивающим реагентом.

4. Теперь найдем количество моль NaOH, необходимое для нейтрализации остаточного H2SO4:

Для каждого моля H2SO4 требуется два моля NaOH:

Количество моль NaOH = 2 * Количество моль H2SO4 = 2 * 0,1986 моль = 0,3972 моль

5. Теперь найдем массу NaOH, которая соответствует 0,3972 моль:

Мольная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль

Масса NaOH = (Количество моль NaOH) * (Мольная масса NaOH) = 0,3972 моль * 40 г/моль = 15,888 г

Таким образом, максимальная масса 17% раствора гидроксида натрия, который может прореагировать с данным раствором, составляет 15,888 г.