Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько кислоты содержится в конечном растворе, и затем рассчитать массовую долю кислоты в полученном растворе.
Шаг 1: Определение массы SO3 в олеуме- Масса олеума = 140 г
- Массовая доля SO3 = 20%
- Масса SO3 = 140 г * 0,20 = 28 г
Шаг 2: Определение массы H2SO4, образованной из SO3- SO3 + H2O → H2SO4 (реакция образования кислоты)
- Молярная масса SO3 = 80 г/моль
- Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль
- По уравнению реакции видно, что 1 моль SO3 дает 1 моль H2SO4.
- Количество моль SO3 = 28 г / 80 г/моль = 0,35 моль.
- Следовательно, масса H2SO4 = 0,35 моль * 98 г/моль = 34,3 г.
Шаг 3: Определение массы H2SO4 в добавленном растворе- Масса добавленного раствора H2SO4 = 80 г.
- Массовая доля H2SO4 в растворе = 66,5%.
- Масса H2SO4 в добавленном растворе = 80 г * 0,665 = 53,2 г.
Шаг 4: Определение общей массы H2SO4 в конечном растворе- Общая масса H2SO4 = масса из олеума + масса из добавленного раствора.
- Общая масса H2SO4 = 34,3 г + 53,2 г = 87,5 г.
Шаг 5: Определение общей массы конечного раствора- Общая масса конечного раствора = масса олеума + масса добавленного раствора.
- Общая масса конечного раствора = 140 г + 80 г = 220 г.
Шаг 6: Расчет массовой доли H2SO4 в конечном растворе- Массовая доля H2SO4 = (масса H2SO4 / общая масса раствора) * 100%
- Массовая доля H2SO4 = (87,5 г / 220 г) * 100% ≈ 39,77%
Таким образом, массовая доля H2SO4 в полученном водном растворе составляет примерно 39,77%.