Есть кто шарит в химии? В результате разложения нитрата магния выделилась смесь газов объемом 7,84 л (в пересчете на н. у.). Масса остатка составила 110 г. К остатку добавили 226 г 20%-го раствора серной кислоты. Определите массовую долю (в %) H2SO4 в полученном растворе. Ответ дайте с точностью до целых без единиц измерения.
Сначала найдем количество вещества газов, выделенных при разложении нитрата магния. По уравнению реакции разложения нитрата магния: 2Mg(NO3)2 -> 2MgO + 4NO2 + O2
Молярная масса Mg(NO3)2 = 148,34 г/моль Масса Mg(NO3)2, которая разложилась = 110 г
Количество вещества Mg(NO3)2: n = m/M = 110 г / 148,34 г/моль = 0,741 моль
Поскольку каждый моль Mg(NO3)2 дает 4 моль газов: Общий объем газов V = 4 0,741 22,4 л = 66,5512 л Объем газов при н.у. = 7,84 л
Теперь найдем количество вещества H2SO4 в растворе серной кислоты: Масса серной кислоты = 20% от 226 г = 0,2 * 226 г = 45,2 г Молярная масса H2SO4 = 98,08 г/моль
Количество вещества H2SO4: n = m/M = 45,2 г / 98,08 г/моль = 0,461 моль
Общий объем раствора после добавления кислоты = объем газов + объем кислоты V_общ = 66,5512 л + V(H2SO4)
Так как объем газов и объем жидкости пропорциональны количеству вещества: V(H2SO4) = V_общ * (n(H2SO4) / n(газы))
По уравнению реакции разложения нитрата магния:
2Mg(NO3)2 -> 2MgO + 4NO2 + O2
Молярная масса Mg(NO3)2 = 148,34 г/моль
Масса Mg(NO3)2, которая разложилась = 110 г
Количество вещества Mg(NO3)2:
n = m/M = 110 г / 148,34 г/моль = 0,741 моль
Поскольку каждый моль Mg(NO3)2 дает 4 моль газов:
Теперь найдем количество вещества H2SO4 в растворе серной кислоты:Общий объем газов V = 4 0,741 22,4 л = 66,5512 л
Объем газов при н.у. = 7,84 л
Масса серной кислоты = 20% от 226 г = 0,2 * 226 г = 45,2 г
Молярная масса H2SO4 = 98,08 г/моль
Количество вещества H2SO4:
Общий объем раствора после добавления кислоты = объем газов + объем кислотыn = m/M = 45,2 г / 98,08 г/моль = 0,461 моль
V_общ = 66,5512 л + V(H2SO4)
Так как объем газов и объем жидкости пропорциональны количеству вещества:
V(H2SO4) = V_общ * (n(H2SO4) / n(газы))
V(H2SO4) = (66,5512 л + V(H2SO4)) * (0,461 моль / 0,741 мол)
Решив это уравнение, получим V(H2SO4) = 27,6238 л
Найдем массовую долю H2SO4 в растворе:Масса раствора = масса кислоты + масса воды
m_р-ра = 45,2 г + m_воды
Объем раствора = объем кислоты + объем воды
V_р-ра = 27,6238 л + V_воды
m_ρ-ра / V_р-ра = 0,2 (концентрация серной кислоты в растворе)
(45,2 г + m_воды) / (27,6238 л + V_воды) = 0,2
Решив уравнение, найдем массовую долю H2SO4 в растворе, которая составляет примерно 36%.