Задание №22 — Расчёты

Решение.

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

2. Вычислим количество вещества аммиака ($NH_{3}$), который вступил в реакцию. Для этого воспользуемся формулой для газа при нормальных условиях (н. у.):
$n(NH_{3}) = \frac{V(NH_{3})}{V_{m}}$
$n(NH_{3}) = \frac{5,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества серной кислоты ($H_{2}SO_{4}$), необходимое для реакции. Согласно уравнению реакции, на 2 моль аммиака расходуется 1 моль кислоты (соотношение коэффициентов 2:1):
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{1}{2} n(NH_{3})$
$n(H_{2}SO_{4}) = 0,25 \text{ моль} : 2 = 0,125 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу чистой серной кислоты, содержащейся в растворе. Для этого умножим количество вещества на молярную массу ($M(H_{2}SO_{4}) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98 \text{ г/моль}$):
$m(H_{2}SO_{4}) = n(H_{2}SO_{4}) \cdot M(H_{2}SO_{4})$
$m(H_{2}SO_{4}) = 0,125 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 12,25 \text{ г}$

5. Вычислим массу исходного раствора серной кислоты. Зная массовую долю ($\omega = 7\%$, что в долях единицы составляет $0,07$), воспользуемся формулой:
$m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{вещества})}{\omega}$
$m(\text{раствора } H_{2}SO_{4}) = \frac{12,25 \text{ г}}{0,07} = 175 \text{ г}$

Ответ: 175 г

Источник: ФИПИ