Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции. По условию аммиак реагирует с серной кислотой с образованием средней соли — сульфата аммония $(NH_{4})_{2}SO_{4}$:
$2NH_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}$

2. Вычислим количество вещества аммиака $NH_{3}$, который вступил в реакцию. Для этого используем формулу через молярный объем при нормальных условиях (н.у.):
$n(NH_{3}) = \frac{V(NH_{3})}{V_{m}} = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества серной кислоты $H_{2}SO_{4}$. Согласно уравнению реакции, на 2 моль аммиака требуется 1 моль кислоты. Следовательно, количество вещества кислоты в 2 раза меньше количества аммиака:
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{1}{2} n(NH_{3}) = \frac{0,5 \text{ моль}}{2} = 0,25 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу чистой серной кислоты, содержавшейся в растворе. Для этого умножим количество вещества на молярную массу $M(H_{2}SO_{4}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$:
$m(H_{2}SO_{4}) = n(H_{2}SO_{4}) \cdot M(H_{2}SO_{4}) = 0,25 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 24,5 \text{ г}$

5. Теперь найдем массу исходного раствора. Так как массовая доля кислоты в растворе составляет $10\%$ (или $0,1$ в долях единицы), воспользуемся формулой:
$m_{\text{раствора}} = \frac{m(H_{2}SO_{4})}{\omega(H_{2}SO_{4})} = \frac{24,5 \text{ г}}{0,1} = 245 \text{ г}$

Ответ: 245 г

Источник: ФИПИ