Вопрос:

С2. Вычислите массу 10%-ного раствора серной кислоты, который потребуется для полной нейтрализации 50 г гидроксида натрия.

Ответ:

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации:

\[ H_2SO_4 + 2NaOH → Na_2SO_4 + 2H_2O \]

2. Рассчитаем молярную массу NaOH:

\[ M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль} \]

3. Рассчитаем количество вещества NaOH:

\[ n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{50 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 1.25 \text{ моль} \]

4. По уравнению реакции определим количество вещества H2SO4, необходимое для нейтрализации:

Из уравнения видно, что \( 1 \) моль \( H_2SO_4 \) реагирует с \( 2 \) моль \( NaOH \). Следовательно:

\[ n(H_2SO_4) = \frac{1}{2} n(NaOH) = \frac{1}{2} \cdot 1.25 \text{ моль} = 0.625 \text{ моль} \]

5. Рассчитаем молярную массу H2SO4:

\[ M(H_2SO_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль} \]

6. Рассчитаем массу H2SO4, необходимую для реакции:

\[ m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0.625 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 61.25 \text{ г} \]

7. Рассчитаем массу 10%-ного раствора серной кислоты:

Массовая доля серной кислоты \( w(H_2SO_4) = 10 \)% = 0.10. Это означает, что в 100 г раствора содержится 10 г \( H_2SO_4 \).

\[ m_{р-ра} = \frac{m(H_2SO_4)}{w(H_2SO_4)} = \frac{61.25 \text{ г}}{0.10} = 612.5 \text{ г} \]

Ответ: Потребуется 612.5 г 10%-ного раствора серной кислоты.