Какой объём газа (н. у.) выделится при добавлении к 20 граммам 20% раствора серной кислоты 20 грамм

Ответы на вопрос

Отвечает Чистяков Антон.

Массовая доля серной кислоты в растворе равна 20%, значит в 20 г раствора содержится:

m(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{20\cdot20}{100}=4\text{ г}

Количество вещества серной кислоты:

n(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{4}{98}=0{,}0408\text{ моль}

При полном взаимодействии она даёт два иона водорода:

n(\mathrm{H^+})=2\cdot0{,}0408=0{,}0816\text{ моль}

Пусть в смеси содержится $x$ моль карбоната калия и $y$ моль гидрокарбоната натрия.

По условию число атомов калия равно числу атомов водорода.

В $\mathrm{K_2CO_3}$ содержится 2 атома калия, а в $\mathrm{NaHCO_3}$ — 1 атом водорода, поэтому:

2x=y

Масса смеси:

138x+84y=20

Подставляем $y=2x$ :

138x+84\cdot2x=20

306x=20

x=0{,}0654\text{ моль}

Тогда:

y=2x=0{,}1308\text{ моль}

Теперь определим, сколько углекислого газа образуется.

Карбонат калия сначала реагирует с кислотой по первой стадии:

\mathrm{K_2CO_3+H^+\rightarrow KHCO_3+K^+}

На эту реакцию уйдёт:

0{,}0654\text{ моль }H^+

Останется:

0{,}0816-0{,}0654=0{,}0162\text{ моль }H^+

Эти ионы водорода превращают гидрокарбонат в углекислый газ:

\mathrm{HCO_3^-+H^+\rightarrow CO_2+H_2O}

Следовательно, количество выделившегося $\mathrm{CO_2}$ :

n(\mathrm{CO_2})=0{,}0162\text{ моль}

При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л:

V(\mathrm{CO_2})=0{,}0162\cdot22{,}4

V(\mathrm{CO_2})\approx0{,}36\text{ л}

Ответ: при добавлении раствора выделится примерно $0{,}36$ л углекислого газа (н. у.).

Ответы на вопрос