В каком объеме воды нужно растворить хлороводород, образующийся при слабом нагревании 234 г NaCl с концентрированной серной кислотой, чтобы получить раствор с массовой долей HCl 20%? Какой минимальный объем серной кислоты с массовой долей 86% и плотностью 1,84 г/см³ потребуется для этого?

Химия 11 класс Растворы и их свойства растворение хлороводорода массовая доля HCl объем серной кислоты NaCl и серная кислота химические расчеты концентрация раствора химия 11 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, давайте последовательно разберем каждый шаг.

Шаг 1: Определим количество образующегося хлороводорода (HCl)

• Сначала найдем, сколько моль NaCl содержится в 234 г. Молярная масса NaCl составляет примерно 58,5 г/моль.
• Количество моль NaCl: 234 г / 58,5 г/моль = 4 моль.
• При реакции NaCl с серной кислотой образуется эквивалентное количество HCl, то есть также 4 моль HCl.

Шаг 2: Рассчитаем массу HCl

• Молярная масса HCl составляет примерно 36,5 г/моль.
• Масса HCl: 4 моль * 36,5 г/моль = 146 г.

Шаг 3: Найдем общий объем раствора с массовой долей HCl 20%

• Если массовая доля HCl в растворе составляет 20%, это значит, что 20% от общего веса раствора составляет HCl.
• Обозначим массу раствора как m. Тогда 0,2m = 146 г.
• Отсюда m = 146 г / 0,2 = 730 г.

Шаг 4: Рассчитаем объем воды, необходимый для получения 730 г раствора

• Объем воды можно найти, вычитая массу HCl из общей массы раствора: 730 г - 146 г = 584 г воды.
• Поскольку плотность воды примерно 1 г/см³, то объем воды будет равен 584 см³.

Шаг 5: Рассчитаем необходимый объем серной кислоты

• Сначала найдем массу серной кислоты, которая содержит H2SO4 с массовой долей 86%.
• Обозначим массу серной кислоты как m_H2SO4. Тогда 0,86 * m_H2SO4 = масса H2SO4, необходимая для реакции.
• Для получения 4 моль H2SO4 (по уравнению реакции) нам нужно 4 моль H2SO4, что составляет 4 моль * 98 г/моль = 392 г H2SO4.
• Теперь найдем массу серной кислоты: m_H2SO4 = 392 г / 0,86 ≈ 456 г.

Шаг 6: Найдем объем серной кислоты

• Для нахождения объема серной кислоты используем ее плотность: плотность H2SO4 = 1,84 г/см³.
• Объем серной кислоты: V_H2SO4 = m_H2SO4 / плотность = 456 г / 1,84 г/см³ ≈ 248 см³.

Ответ: Для получения раствора с массовой долей HCl 20% необходимо растворить 584 см³ воды и использовать 248 см³ серной кислоты с массовой долей 86%.