4. Для решения этой задачи необходимо выполнить несколько шагов:
1. Записать уравнение реакции растворения оксида серы (VI) в воде:
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
2. Рассчитать количество вещества SO₃:
\(n(SO₃) = \frac{m(SO₃)}{M(SO₃)}\)
\(M(SO₃) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}\)
\(n(SO₃) = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}\)
3. По уравнению реакции, количество вещества H₂SO₄ равно количеству вещества SO₃:
\(n(H₂SO₄) = n(SO₃) = 0.5 \text{ моль}\)
4. Рассчитать массу H₂SO₄:
\(m(H₂SO₄) = n(H₂SO₄) \cdot M(H₂SO₄)\)
\(M(H₂SO₄) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}\)
\(m(H₂SO₄) = 0.5 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 49 \text{ г}\)
5. Рассчитать массу раствора:
Масса раствора равна массе воды плюс масса SO₃:
\(m(\text{раствора}) = m(H₂O) + m(SO₃)\)
Массу воды можно приблизительно считать равной объему (так как плотность воды примерно 1 г/мл):
\(m(H₂O) = 420 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 420 \text{ г}\)
\(m(\text{раствора}) = 420 \text{ г} + 40 \text{ г} = 460 \text{ г}\)
6. Рассчитать массовую долю H₂SO₄ в растворе:
\(\omega(H₂SO₄) = \frac{m(H₂SO₄)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%\)
\(\omega(H₂SO₄) = \frac{49 \text{ г}}{460 \text{ г}} \cdot 100\% = 10.65\%\)
Ответ: Массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет 10.65%.