22. К раствору сульфита калия массой 158 г с массовой долей соли 20% добавили избыток раствора бромоводородной кислоты. Определите объём (н. у.) выделившегося газа. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

1. Запись уравнения реакции:

Реакция сульфита калия (K₂SO₃) с бромоводородной кислотой (HBr) приводит к образованию соли (KBr), воды (H₂O) и сернистого газа (SO₂).

\( K_2SO_3 + 2HBr \rightarrow 2KBr + H_2O + SO_2 \uparrow \)

2. Вычисление массы сульфита калия:

Дана масса раствора \( m_{раствора} = 158 \) г и массовая доля соли \( w = 20 \% = 0.2 \).

Масса сульфита калия \( m_{K_2SO_3} = m_{раствора} \cdot w = 158 \) г \( \cdot 0.2 = 31.6 \) г

3. Вычисление молярной массы сульфита калия:

Молярная масса \( M(K_2SO_3) = 2 \cdot M(K) + M(S) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 39 + 32 + 3 \cdot 16 = 78 + 32 + 48 = 158 \) г/моль

4. Вычисление количества вещества сульфита калия:

Количество вещества \( \nu(K_2SO_3) = \frac{m(K_2SO_3)}{M(K_2SO_3)} = \frac{31.6 \text{ г}}{158 \text{ г/моль}} = 0.2 \) моль

5. Определение количества вещества выделившегося газа (SO₂):

Согласно уравнению реакции, из 1 моль \( K_2SO_3 \) образуется 1 моль \( SO_2 \).

Следовательно, \( \nu(SO_2) = \nu(K_2SO_3) = 0.2 \) моль

6. Вычисление объёма выделившегося газа (SO₂):

При нормальных условиях (н. у.) объём 1 моль любого газа равен 22.4 л.

Объём \( V(SO_2) = \nu(SO_2) \cdot V_m = 0.2 \) моль \( \cdot 22.4 \) л/моль \( = 4.48 \) л

Ответ: Объём выделившегося газа составил 4.48 л.