Для того чтобы найти массовую долю кислоты в полученном растворе, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.
- Определим количество серной кислоты в исходном растворе.
- Масса раствора = 100 г.
- Концентрация кислоты = 98%.
- Масса кислоты = 100 г * 0,98 = 98 г.
- Определим количество меди, которое может реагировать с серной кислотой.
- Молярная масса меди (Cu) примерно равна 63,5 г/моль.
- Количество меди в молях = 3,2 г / 63,5 г/моль ≈ 0,0504 моль.
- Напишем уравнение реакции между медью и серной кислотой.
- Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2 ↑.
- Определим, сколько кислоты необходимо для реакции с 3,2 г меди.
- Согласно уравнению, на 1 моль меди необходимо 1 моль серной кислоты.
- Следовательно, для 0,0504 моль меди потребуется 0,0504 моль серной кислоты.
- Молярная масса серной кислоты (H2SO4) примерно равна 98 г/моль.
- Масса серной кислоты, необходимая для реакции = 0,0504 моль * 98 г/моль ≈ 4,94 г.
- Определим массу серной кислоты, оставшейся после реакции.
- Исходная масса кислоты = 98 г.
- Масса кислоты, которая прореагировала = 4,94 г.
- Оставшаяся масса кислоты = 98 г - 4,94 г ≈ 93,06 г.
- Теперь определим массу выделившегося газа.
- Выход газа = 90% от массы кислоты, которая прореагировала.
- Масса выделившегося газа = 4,94 г * 0,90 ≈ 4,446 г.
- Определим массу раствора после реакции и растворения газа.
- Масса воды = 100 г.
- Общая масса раствора = масса оставшейся кислоты + масса воды + масса газа.
- Общая масса раствора = 93,06 г + 100 г + 4,446 г ≈ 197,506 г.
- Теперь можем найти массовую долю кислоты в полученном растворе.
- Массовая доля кислоты = (масса кислоты / общая масса раствора) * 100%.
- Массовая доля кислоты = (93,06 г / 197,506 г) * 100% ≈ 47,06%.
Ответ: Массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет примерно 47,06%.