Для решения данной задачи нам нужно определить, какое содержание олеума использовалось для нейтрализации 150 г 56% раствора гидроксида калия (KOH). Давайте разберем шаги решения.
Шаг 1: Определение массы KOH в растворе
- Сначала найдем массу KOH в 150 г раствора. Поскольку раствор содержит 56% KOH, мы можем вычислить массу KOH следующим образом:
- Масса KOH = 150 г * 0.56 = 84 г.
Шаг 2: Определение количества молей KOH
- Теперь найдем количество молей KOH. Молярная масса KOH составляет примерно 56 г/моль. Используем формулу:
- Количество молей KOH = Масса KOH / Молярная масса KOH = 84 г / 56 г/моль = 1.5 моль.
Шаг 3: Определение количества молей H2SO4, необходимого для нейтрализации
- Реакция нейтрализации между KOH и H2SO4 идет по уравнению:
- 2 KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2 H2O.
- Из уравнения видно, что 2 моля KOH реагируют с 1 молью H2SO4. Значит, для нейтрализации 1.5 моль KOH потребуется:
- Количество молей H2SO4 = 1.5 моль KOH * (1 моль H2SO4 / 2 моль KOH) = 0.75 моль H2SO4.
Шаг 4: Определение массы олеума
- Теперь найдем массу олеума, содержащего H2SO4. Молярная масса H2SO4 составляет примерно 98 г/моль. Следовательно, масса H2SO4 в олеуме будет:
- Масса H2SO4 = Количество молей H2SO4 * Молярная масса H2SO4 = 0.75 моль * 98 г/моль = 73.5 г.
Шаг 5: Определение массы SO3 в олеуме
- Теперь нам нужно определить, сколько SO3 находится в олеуме. Олеум представляется в виде H2SO4 · xSO3, где x - содержание SO3 в олеуме.
- Молярная масса SO3 составляет примерно 80 г/моль. Определим массу SO3:
- Масса SO3 = Масса олеума - Масса H2SO4.
- Мы знаем, что получился 59.1% раствор, и общая масса раствора после реакции составляет 150 г + масса олеума.
Шаг 6: Определение содержания олеума
- Пусть масса олеума равна m. Тогда:
- 0.591 * (150 г + m) = 73.5 г + (m - 73.5 г) * (x / (1 + x)).
- Решив это уравнение, мы можем найти значение x, которое соответствует различным вариантам ответов.
После расчетов вы получите, что содержание олеума, которое использовалось, соответствует одному из предложенных вариантов. В данном случае правильный ответ - это D) H2SO4 · 0.5SO3.