Диоксид серы растворили в воде. К полученному раствору прибавили бромную воду (Br2) до появления окраски брома, а затем избыток раствора хлорида бария. Полученный осадок отфильтровали, высушили и взвесили. Масса осадка составила 2,6 г. Сколько литров SO2 при н.у. было растворено в воде?
1. Реакция растворения диоксида серы в воде:
SO2(g) + H2O(l) -> H2SO3(aq)
2. Реакция образования бромида серы:
H2SO3(aq) + Br2(aq) -> Br2O(aq) + H2O(l) + H2SO4(aq)
3. Реакция с образованием осадка бромида бария:
Br2O(aq) + BaCl2(aq) -> BaBr2(s) + Cl2O(aq)
Теперь рассмотрим решение задачи поэтапно:
1. Найдем молекулярную масса SO2 (диоксида серы):
M(S) = 32 г/моль
M(O) = 16 г/моль
M(SO2) = M(S) + 2M(O) = 32 + 2 * 16 = 64 г/моль
2. Рассчитаем количество вещества (в молях) диоксида серы, растворенного в воде:
n(SO2) = масса(SO2) / M(SO2) = 2.6 г / 64 г/моль = 0.04 моль
3. Обратимся к уравнению реакции растворения диоксида серы (уравнение 1). Из уравнения видно, что каждый моль SO2 дает 1 моль H2SO3. Таким образом, количество вещества H2SO3, образовавшегося при растворении SO2, также равно 0.04 моль.
4. Из уравнения реакции образования бромида серы (уравнение 2) видим, что каждый моль H2SO3 дает 1 моль Br2O. Таким образом, количество вещества Br2O равно 0.04 моль.
5. Теперь обратимся к уравнению реакции с образованием осадка бромида бария (уравнение 3). Из уравнения видно, что каждый моль Br2O дает 1 моль BaBr2. Таким образом, количество вещества BaBr2, образовавшегося при взаимодействии с раствором Br2O, также равно 0.04 моль.
6. Найдем молекулярную массу BaBr2 (бромида бария):
M(Ba) = 137 г/моль
M(Br) = 80 г/моль
M(BaBr2) = M(Ba) + 2M(Br) = 137 + 2 * 80 = 297 г/моль
7. Рассчитаем массу осадка (BaBr2), полученного при реакции:
масса(BaBr2) = количество(BaBr2) * M(BaBr2) = 0.04 моль * 297 г/моль = 11.88 г
8. Так как масса осадка составляет 2.6 г, то можно составить пропорцию:
масса(BaBr2) / масса осадка = количество(BaBr2) / количество осадка
Подставим известные значения:
11.88 г / 2.6 г = 0.04 моль / количество осадка
Решим пропорцию относительно количества осадка:
количество осадка = 0.04 моль * (2.6 г / 11.88 г) = 0.0087 моль
9. Найдем молекулярную массу Cl2 (диоксида хлора):
M(Cl) = 35.5 г/моль
M(Cl2) = 2 * M(Cl) = 2 * 35.5 = 71 г/моль
10. Из уравнения реакции с образованием осадка бромида бария (уравнение 3) видим, что каждый моль Cl2O дает 1 моль BaBr2. Таким образом, количество вещества Cl2O, образовавшегося при взаимодействии с раствором Br2O, равно 0.0087 моль.
11. Из уравнения реакции растворения диоксида серы (уравнение 1) видим, что каждый моль H2SO3 дает 1 моль SO2. Таким образом, количество вещества SO2, растворенного в воде, также равно 0.0087 моль.
12. Найдем объем SO2 при н.у. (нормальных условиях):
V(SO2) = количество(SO2) * 22.4 л/моль = 0.0087 моль * 22.4 л/моль = 0.19488 л = 194.88 мл
Таким образом, было растворено 194.88 мл (или 0.19488 л) SO2 при н.у.