Question

Рассчитайте массу серного ангидрида, который может быть получен при термическом разложении гидросульфата натрия массой 20 г, если выход реакции составляет 85% на первой стадии разложения и 70% — на второй.

Ответ приведите в граммах с точностью до целых.

Answer 1

Дано:

m(NaHSO₄) = 20 гр

η(Na₂S₂O₇) = 85%

η(SO₃) = 70%

------------------------------

Найти:

m пр.(SO₃) - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем уравнений реакций, именно по таким реакциям мы найдем массу серного ангидрида:

2NaHSO₄ (t°C) → Na₂S₂O₇ + H₂O - (1-я стадия)

Na₂S₂O₇ (t°C) → Na₂SO₄ + SO₃↑ - (2-я стадия)

2) Далее мы находим теоретическую массу у пиросульфата натрия из 1-ой стадий:

M(NaHSO₄) = 23+1+32+16×4 = 56+64 = 120 гр/моль

n(NaHSO₄) = m(NaHSO₄)/M(NaHSO₄) = 20 гр / 120 гр/моль ≈ 0,17 моль ⇒ n(Na₂S₂O₇) = 1/2 × n(NaHSO₄) = 1/2 × 0,17 моль = 0,085 моль

M(Na₂S₂O₇) = 23×2+32×2+16×7 = 46+64+112 = 222 гр/моль

m теор.(Na₂S₂O₇) = n(Na₂S₂O₇)×M(Na₂S₂O₇) = 0,085 моль × 222 гр/моль = 18,87 гр

3) Теперь мы находим практическую массу у пиросульфата натрия из 1-ой стадий:

η(Na₂S₂O₇) = m пр.(Na₂S₂O₇)/m теор.(Na₂S₂O₇) × 100% ⇒

m пр.(Na₂S₂O₇) = η(Na₂S₂O₇)×m теор.(Na₂S₂O₇) / 100% = 85% × 18,87 гр / 100% = 0,85 × 18,87 гр ≈ 16,04 гр

4) Далее мы найдем теоретическую массу у серного ангидрида из 2-ой стадий:

n(Na₂S₂O₇) = m пр.(Na₂S₂O₇) / M(Na₂S₂O₇) = 16,04 гр / 222 гр/моль ≈ 0,072 моль ⇒ n(SO₃) = n(Na₂S₂O₇) = 0,072 моль

M(SO₃) = 32+16×3 = 32+48 = 80 гр/моль

m теор.(SO₃) = n(SO₃)×M(SO₃) = 0,072 моль × 80 гр/моль = 5,76 гр

5) Теперь находим практическую массу у серного ангидрида:

η(SO₃) = m пр.(SO₃)/m теор.(SO₃) × 100% ⇒ m пр.(SO₃) = η(SO₃)×m теор.(SO₃) / 100% = 70% × 5,76 гр / 100% = 0,7 × 5,76 гр = 4,032 гр ≈ 4 гр

Ответ: m пр.(SO₃) = 4 гр