Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между аммиаком и серной кислотой. По условию образуется средняя соль — сульфат аммония:
$2NH_{3} + H_{2}SO_{4} \rightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}$

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

3. Определим количество вещества серной кислоты, необходимое для реакции. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $NH_{3}$ и $H_{2}SO_{4}$ относятся как $2 : 1$. Следовательно:
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{1}{2} n(NH_{3})$
$n(H_{2}SO_{4}) = 0,5 \text{ моль} : 2 = 0,25 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу чистой серной кислоты, содержащейся в растворе:
$m(H_{2}SO_{4}) = n(H_{2}SO_{4}) \cdot M(H_{2}SO_{4})$
Молярная масса $M(H_{2}SO_{4}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$
$m(H_{2}SO_{4}) = 0,25 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 24,5 \text{ г}$

5. Вычислим массу исходного 10%-ного раствора серной кислоты. Массовая доля вещества ($\omega$) равна отношению массы растворенного вещества к массе раствора:
$m_{\text{р-ра}}(H_{2}SO_{4}) = \frac{m(H_{2}SO_{4})}{\omega(H_{2}SO_{4})}$
Переведем проценты в десятичную дробь: $10\% = 0,1$
$m_{\text{р-ра}}(H_{2}SO_{4}) = \frac{24,5 \text{ г}}{0,1} = 245 \text{ г}$

Ответ: 245 г

Источник: ФИПИ