К 125 г раствора серной кислоты добавили избыток гидрокарбоната натрия. общий объем выделившегося газа составил 11,2 л (н. у.). Определите массовую долю серной кислоты в растворе.

Массовая доля вещества в растворе определяется по формуле:

w = m (вещества) : m (раствора) x 100%.

Необходимо найти массу вещества (серной кислоты). масса рассчитывается по формуле

m = n * М, где М - молярная масса.

Прежде чем найти количество вещества кислоты, нужно найти количество вещества углекислого газа.

1. Найдем количество вещества CO_2.

V = V_n n, где V_{n -} молярный объем газа, равный 22,4 л / моль, а n - количество вещества.

n = V : V_n

n (CO₂) = 11,2 л: 22,4 л/моль = 0,5 моль.

2. Составим уравнение реакции, найдем количественные соотношения кислоты и углекислого газа.

H₂SO₄ + 2NaHCO₃ = Na₂SO₄ +2CO₂ + 2H₂O.

На 1 моль серной кислоты приходится 2 моль CO_2.

Количество вещества серной кислоты будет в 2 раза меньше, чем количество вещества углекислого газа.

n (H₂SO₄) = 0,5 моль: 2 = 0,25 моль.

Или:

1 моль (H₂SO₄) - 2 моль (CO₂),

х моль (H₂SO₄) - 0,5 моль (CO₂),

n моль (H₂SO₄) = (0,5 моль * 1 моль) : 2 = 0,25 моль.

3. Найдем массу серной кислоты.

m = n * М,

М (H₂SO₄) = 1 * 2 + 32 + 16 * 4 = 98 г/моль.

m = 0,25 * 98 г/моль = 24,5 г.

4. Найдем массовую долю серной кислоты в растворе.

w = m (вещества) : m (раствора) x 100%.

w = (24,5 г: 125 г) * 100% = 19,6 %.

Ответ: w (H₂SO₄) = 19,6%.