ГДЗ по химии 11 Класс класс Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А. упражнение - §50. Щелочные металлы, задание 14

Дано:

$$\begin{gathered} \mathrm{\omega }(\mathrm{р}—\mathrm{ра} \mathrm{NaOH}) = 20\% \\ \mathrm{V}(\mathrm{р}—\mathrm{ра} \mathrm{NaOH}) = 82 \mathrm{мл} \\ \mathrm{\rho }(\mathrm{р}—\mathrm{ра} \mathrm{NaOH}) = 1,22 \mathrm{г}/\mathrm{мл} \\ \mathrm{\omega }(\mathrm{р}—\mathrm{ра} {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4) = 25\% \\ \mathrm{V}(\mathrm{р}—\mathrm{ра} {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4) = 116 \mathrm{мл} \\ \mathrm{\rho }(\mathrm{р}—\mathrm{ра} {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4) = 1,18 \mathrm{г}/\mathrm{мл} \end{gathered}$$

Найти:

$$\begin{gathered} \mathrm{\omega }\left({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\right) — ? \\ \mathrm{\omega }\left({\mathrm{NaHSO}}_4\right) — ? \end{gathered}$$

Решение:

$$\begin{gathered} \mathrm{m}\left(\mathrm{NaOH}\right) = \mathrm{V} · \mathrm{\rho } · \mathrm{\omega } = 82 \mathrm{мл} · 1,22 \mathrm{г}/\mathrm{мл} · 0,2 = 20 \mathrm{г} \\ \mathrm{n}\left(\mathrm{NaOH}\right) = \mathrm{m} / \mathrm{M} = 20 \mathrm{г} / 40 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 0,5 \mathrm{моль} \\ \mathrm{m}\left({\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\right) = \mathrm{V} · \mathrm{\rho } · \mathrm{\omega } = 116 \mathrm{мл} · 1,18 \mathrm{г}/\mathrm{мл} · 0,25 = 34,22 \mathrm{г} \\ \mathrm{n}\left({\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\right) = \mathrm{m} / \mathrm{M} = 34,22 \mathrm{г} / 98 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 0,35 \mathrm{моль} \\ 2\mathrm{NaOH} + {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 \to {\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4 + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \end{gathered}$$

Так как $\mathrm{n}\left(\mathrm{NaOH}\right) = 0,5 \mathrm{моль}$ и $\mathrm{n}\left({\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\right) = 0,35 \mathrm{моль}$, а по уравнению $\mathrm{NaOH} : {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 = 2:1$, то $\mathrm{NaOH}$  в недостатке. Если в реакцию вступает $0,5 \mathrm{моль}$ $\mathrm{NaOH}$, значит образуется ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4 = 0,5 / 2 = 0,25 \mathrm{моль}.$

$$\begin{gathered} \mathrm{n}\left({\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\right)\mathrm{ост} = 0,35 — 0,5/2 = 0,1 \mathrm{моль} \\ {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 + {\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4 \to 2{\mathrm{NaHSO}}_4 \\ \mathrm{n}\left({\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\right)\mathrm{ост} = 0,1 \mathrm{моль}, \mathrm{n}\left({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\right) = 0,25 \mathrm{моль}. \end{gathered}$$

Серная кислота в недостатке.

Значит $\mathrm{n}\left({\mathrm{NaHSO}}_4\right)\mathrm{обр} = 0,1 · 2 = 0,2 \mathrm{моль}, \mathrm{n}\left({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\right)\mathrm{ост} = 0,25 — 0,1 = 0,15 \mathrm{моль}$

$$\begin{gathered} \mathrm{m}\left({\mathrm{NaHSO}}_4\right) = \mathrm{n} · \mathrm{M} = 0,2 \mathrm{моль} · 120 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 24 \mathrm{г} \\ \mathrm{m}\left({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\right) = \mathrm{n} · \mathrm{M} = 0,15 \mathrm{моль} · 142 \mathrm{г}/\mathrm{моль} = 21,3 \mathrm{г} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \mathrm{\omega }\left({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\right)=\frac{\mathrm{m}\left({\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4\right)\mathrm{ост}}{\mathrm{m}(\mathrm{кон}. \mathrm{р}—\mathrm{ра})}·100\%=\frac{21,3}{82 · 1,22+116·1,18}=8,99\% \\ \mathrm{\omega }\left({\mathrm{NaHSO}}_4\right)=\frac{\mathrm{m}\left({\mathrm{NaHSO}}_4\right)\mathrm{обр}}{\mathrm{m}(\mathrm{кон}. \mathrm{р}—\mathrm{ра})}·100\%=\frac{24}{82 · 1,22+116·1,18}=10,13\% \end{gathered}$$