Сероводород объемом 11,2 л (н.у.) прореагировал без остатка с 250 г раствора гидроксида натрия с массовой долей 8%. Определите массу вещества, образовавшегося в результате реакции.

Для решения задачи необходимо определить массу вещества, образовавшегося в результате реакции сероводорода с гидроксидом натрия. Рассмотрим реакцию, которая происходит между сероводородом (H₂S) и гидроксидом натрия (NaOH):

$\text{H}_2\text{S} + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}$

Шаг 1: Определение количества сероводорода

Сначала найдем количество сероводорода в моль, используя его объем при нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

Количество H₂S рассчитывается по формуле:

$n = \frac{V}{V_m}$

где:

• $V$ — объем газа (11,2 л),
• $V_m$ — молярный объем газа (22,4 л/моль).

Подставим значения:

$n_{\text{H}_2\text{S}} = \frac{11,2 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль}$

Шаг 2: Определение массы NaOH в растворе

Теперь рассчитаем, сколько NaOH содержится в 250 г раствора с массовой долей 8%. Массовая доля NaOH в растворе указывает на то, что в 100 г раствора содержится 8 г NaOH.

Теперь можем рассчитать массу NaOH в 250 г раствора:

$m_{\text{NaOH}} = \frac{8 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \times 250 \, \text{г} = 20 \, \text{г}$

Шаг 3: Определение количества NaOH в моль

Теперь находим количество NaOH в моль:

Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль. Таким образом:

$n_{\text{NaOH}} = \frac{m_{\text{NaOH}}}{M_{\text{NaOH}}} = \frac{20 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0,5 \, \text{моль}$

Шаг 4: Определение ограничивающего реагента

Теперь сравним соотношение реагентов согласно уравнению реакции. По уравнению реакции для 1 моль H₂S требуется 2 моль NaOH.

Для 0,5 моль H₂S потребуется:

$0,5 \, \text{моль} \, \text{H}_2\text{S} \times 2 = 1 \, \text{моль NaOH}$

Так как у нас есть только 0,5 моль NaOH, он будет ограничивающим реагентом.

Шаг 5: Определение массы образовавшегося вещества

Согласно уравнению реакции, на каждую 1 моль H₂S реагирует 1 моль Na₂S. То есть, в результате реакции образуется 0,5 моль Na₂S.

Теперь рассчитаем массу Na₂S. Молярная масса Na₂S:

• Na: 22,99 г/моль × 2 = 45,98 г/моль
• S: 32,07 г/моль
• Общая: 45,98 г/моль + 32,07 г/моль = 78,05 г/моль

Теперь можем вычислить массу Na₂S:

$m_{\text{Na}_2\text{S}} = n_{\text{Na}_2\text{S}} \times M_{\text{Na}_2\text{S}} = 0,5 \, \text{моль} \times 78,05 \, \text{г/моль} = 39,025 \, \text{г}$

Ответ

Таким образом, масса вещества, образовавшегося в результате реакции, составляет примерно 39,03 г.