Question

Найти массу (г) 40%-ного раствора серной кислоты, необходимой для полной нейтрализации щелочи, полученной при электролизе водного раствора хлорида калия, если на аноде образовалось 4,48 л газа (н.у.)

Answer 1

Ответ:

45,75 г.

Объяснение:

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать знание об эквивалентных массах и реакции нейтрализации между серной кислотой и щелочью.

1. Сначала найдем количество вещества, соответствующее образованию 4,48 л газа (н.у.). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT. Здесь P - давление (1 атмосфера), V - объем газа (4,48 л), R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л × атм/моль × К), T - температура в Кельвинах (н.у. = 273 К).

  Преобразуем уравнение для нахождения n (количество вещества):

  n = PV / RT = (1 атм) × (4,48 л) / (0,0821 л × атм/моль × К) × (273 К) ≈ 0,187 моль.

2. Согласно химическому уравнению для реакции нейтрализации между серной кислотой (H2SO4) и щелочью (NaOH), на одну моль серной кислоты требуется 2 моля щелочи (то есть стехиометрическое соотношение H2SO4:NaOH = 1:2).

3. Теперь найдем массу серной кислоты, соответствующую 0,187 моль серной кислоты:

  Масса H2SO4 = молярная масса H2SO4 × количество молей H2SO4.

  Молярная масса H2SO4 = 2 г/моль (за каждый атом водорода) + 32 г/моль (за серу) + 16 г/моль (за каждый атом кислорода) = 98 г/моль.

  Масса H2SO4 = 98 г/моль × 0,187 моль ≈ 18,3 г.

4. Однако дан раствор серной кислоты концентрацией 40%. Это значит, что в 100 г раствора содержится 40 г серной кислоты.

  Обозначим массу раствора серной кислоты, необходимую для полной нейтрализации щелочи, как "М".

  Поэтому, 40 г серной кислоты содержится в 100 г раствора и составляет 18,3 г (из пункта 3).

  Масса Sol1 / концентрация Sol1 = М / концентрация Sol2.

  Масса Sol1 = 100 г, концентрация Sol1 = 40%, концентрация Sol2 = 100% (полная нейтрализация).

  М = (100 г × 18,3 г) / (40 г) ≈ 45,75 г.

Таким образом, масса 40%-ного раствора серной кислоты, необходимой для полной нейтрализации щелочи, полученной при электролизе водного раствора хлорида калия, составляет около 45,75 г.