Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между аммиаком и серной кислотой. При взаимодействии аммиака с избытком серной кислоты 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 воспользуемся формулой для газа при нормальных условиях (н.у.):
$n(NH_{3}) = \frac{V(NH_{3})}{V_{m}}$
$n(NH_{3}) = \frac{0,224 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,01 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества образовавшейся соли. Согласно уравнению реакции, из 2 моль аммиака получается 1 моль сульфата аммония. Следовательно, количество вещества соли в 2 раза меньше количества вещества аммиака:
$n((NH_{4})_{2}SO_{4}) = \frac{1}{2} n(NH_{3})$
$n((NH_{4})_{2}SO_{4}) = \frac{0,01 \text{ моль}}{2} = 0,005 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу образовавшегося сульфата аммония. Сначала найдем его молярную массу:
$M((NH_{4})_{2}SO_{4}) = 2 \cdot (14 + 4 \cdot 1) + 32 + 4 \cdot 16 = 2 \cdot 18 + 32 + 64 = 132 \text{ г/моль}$
Теперь вычислим массу соли:
$m((NH_{4})_{2}SO_{4}) = n((NH_{4})_{2}SO_{4}) \cdot M((NH_{4})_{2}SO_{4})$
$m((NH_{4})_{2}SO_{4}) = 0,005 \text{ моль} \cdot 132 \text{ г/моль} = 0,66 \text{ г}$

5. Вычислим массовую долю соли в полученном растворе. По условию масса итогового раствора составляет $13,2 \text{ г}$:
$\omega((NH_{4})_{2}SO_{4}) = \frac{m((NH_{4})_{2}SO_{4})}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%$
$\omega((NH_{4})_{2}SO_{4}) = \frac{0,66 \text{ г}}{13,2 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,05 \cdot 100\% = 5\%$

Ответ: 5%

Источник: ФИПИ