Question

В результате взаимодействия 600 г воды с 224л (н.у.) серным ангидридом SO3 образовался раствор (p=1,25 г/мл) серной кислоты. В скольких мл этого раствора необходимо поглотить 67,2 л (н.у.) SO3 для получения 85,5% раствора H2SO4? можно пожалуйста с подробным объяснением​

Answer 1

Добрый день! Для начала найдем количество вещества SO3 и H2O.

SO3: 224 л / 22.4 л/моль = 10 моль.

H2O: 600 г / 18 г/моль = 33.3 моль.

Так как у нас избыток воды, то реакцию можно записать так:

10 моль        10 моль   10 моль

SO3       +      H2O =      H2SO4

Отсюда у нас вышло 10 моль серной кислоты, т.е 980 грамм и оставшаяся вода в размере 23.3 моль, т.е 419.4 грамм.

Теперь найдем процентное содержание кислоты в водном растворе:

m (H2O) + m (H2SO4) = 419.4 г + 980 г = 1399.4 г.

ω (H2SO4) = 980 г / 1399.4 г = 0.7, т.е 70 процентов.

Теперь составим уравнение второй реакции:

H2O + SO3 = H2SO4.

Т.к. у нас 67.2 л SO3, то количество вещества SO3 = 67.2 л / 22.4 л/моль = 3 моль.

Отсюда мы получаем, что и H2SO4 выходит 3 моль, а это 3 моль * 98 г/моль = 294 грамм.

Теперь мы можем составить уравнение.

x = масса раствора, который поглощает 67.2 л SO3.

0.855 = 294 г (масса H2SO4 после 2 рк-ции) + 0.7x (H2SO4 нач. р-р.) / 419.4 г (вода) + 294 г + 0.7x - 54 г (вода, ушедшая после второй реакции). Из уравнения х = 572.9 г. Теперь находим объем: 572.9 г / 1.25 г/мл = 458.32 мл.

Ответ: 458.32 мл.

       

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать принцип эквивалентности в химии.

1. Найдем количество вещества серного ангидрида SO3, которое содержится в 224 л (н.у.): По уравнению реакции: SO3 + H2O -> H2SO4 1 моль SO3 реагирует с 1 молью H2O и образует 1 моль H2SO4. Объем вещества можно найти по формуле: V = n * Vm, где V - объем вещества, n - количество вещества, Vm - молярный объем. Молярный объем для газов при нормальных условиях равен 22,4 л/моль. Таким образом, количество вещества SO3 равно: n = V / Vm = 224 л / 22,4 л/моль = 10 моль.

2. Найдем количество вещества серной кислоты H2SO4, которое образуется в результате реакции: По уравнению реакции: SO3 + H2O -> H2SO4 1 моль SO3 реагирует с 1 молью H2O и образует 1 моль H2SO4. Таким образом, количество вещества H2SO4, образующееся при реакции с 10 молями SO3, также равно 10 моль.

3. Найдем массу полученного раствора серной кислоты: Масса раствора равна объему раствора, умноженному на его плотность: m = V * p = 600 г * 1,25 г/мл = 750 г.

4. Найдем массовую долю серной кислоты в растворе: Массовая доля вычисляется по формуле: % = (m1 / m2) * 100%, где % - массовая доля, m1 - масса растворенного вещества, m2 - масса раствора. В данном случае масса растворенного вещества равна массе серной кислоты, а масса раствора равна массе полученного раствора: % = (m1 / m2) * 100% = (750 г / 750 г) * 100% = 100%.

5. Найдем количество вещества серной кислоты, необходимое для приготовления 85,5% раствора: Пусть x - количество вещества серной кислоты, необходимое для приготовления 85,5% раствора. Тогда (x / (x + 67,2 л)) * 100% = 85,5%. Решая данное уравнение, найдем, что x = 67,2 л * (85,5% / (100% - 85,5%)) = 67,2 л * (85,5% / 14,5%) = 396 л.

6. Найдем объем раствора серной кислоты, необходимый для поглощения 67,2 л SO3: Объем раствора равен количеству вещества, деленному на концентрацию: V = n / c, где V - объем раствора, n - количество вещества, c - концентрация. В данном случае количество вещества равно 396 л * (10 моль / 85,5 моль) = 46,3 л. Таким образом, необходимо поглотить 46,3 л раствора серной кислоты для получения 85,5% раствора H2SO4.