Хорошо, давайте разберемся, как решить эту задачу шаг за шагом.
Вначале нам нужно определить количество вещества H2S, которое мы использовали, и количество вещества CuSO4 в растворе. Затем мы сможем использовать эти данные для расчета массовой доли H2SO4 в конечном растворе.
Шаг 1: Расчет количества вещества H2S
Для этого нам понадобятся уравнения реакции. Реакция между H2S и CuSO4 может быть записана следующим образом:
H2S + CuSO4 -> CuS + H2SO4
Из уравнения видно, что соотношение между веществами H2S и H2SO4 в реакции равно 1:1. Это означает, что количество вещества H2S будет таким же, как количество вещества H2SO4 в итоговом растворе.
Мы знаем, что объем раствора H2S составляет 2,24 л (н.у.). Для расчета количества вещества H2S мы воспользуемся уравнением:
n = V / Vm,
где n - количество вещества, V - объем, Vm - молярный объем.
Молярный объем Vm равен 22,4 л/моль для всех газов при стандартных условиях (н.у.).
Подставляем значения:
n(H2S) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль
Таким образом, количество вещества H2S, использованного в реакции, составляет 0,1 моль.
Шаг 2: Расчет количества вещества CuSO4
Для этого нам необходимо узнать массу CuSO4 в растворе. Мы знаем, что массовая доля CuSO4 в растворе составляет 10%. Массовая доля равна отношению массы данного вещества к массе всего раствора, умноженному на 100%.
Мы знаем, что масса всего раствора CuSO4 составляет 250 г. Значит, масса CuSO4 равна:
масса CuSO4 = 10% × 250 г = 25 г
Затем мы можем использовать молярную массу CuSO4, чтобы перевести массу вещества в количество вещества. Молярная масса CuSO4 равна 159,61 г/моль (это сумма атомных масс всех атомов в молекуле CuSO4).
Таким образом, количество вещества CuSO4 в растворе составляет:
n(CuSO4) = масса CuSO4 / молярная масса CuSO4
n(CuSO4) = 25 г / 159,61 г/моль = 0,157 моль
Шаг 3: Расчет массовой доли H2SO4
Как мы узнали в шаге 1, количество вещества H2S равно количеству вещества H2SO4. Поэтому количество вещества H2SO4 также составляет 0,1 моль.
Теперь мы можем рассчитать массовую долю H2SO4 в растворе с помощью следующей формулы:
массовая доля H2SO4 = (масса H2SO4 / масса раствора) × 100%
Мы знаем, что масса H2SO4 равна молярной массе H2SO4, умноженной на количество вещества H2SO4:
масса H2SO4 = молярная масса H2SO4 × количество вещества H2SO4
Получаем:
массовая доля H2SO4 = (молярная масса H2SO4 × количество вещества H2SO4 / масса раствора) × 100%
Подставляем значения:
массовая доля H2SO4 = (98,09 г/моль × 0,1 моль / (25 г + 0,1 моль × 98,09 г/моль)) × 100%
Выполняем вычисления и упрощаем:
массовая доля H2SO4 = (9,809 г / (25 г + 9,809 г)) × 100%
массовая доля H2SO4 = 9,809 г / 34,809 г × 100%
массовая доля H2SO4 = 28,2%
Таким образом, массовая доля H2SO4 в растворе, полученном при пропускании 2,24 л (н.у.) H2S через 250 г 10% раствора CuSO4, равна 28,2%.
Вначале нам нужно определить количество вещества H2S, которое мы использовали, и количество вещества CuSO4 в растворе. Затем мы сможем использовать эти данные для расчета массовой доли H2SO4 в конечном растворе.
Шаг 1: Расчет количества вещества H2S
Для этого нам понадобятся уравнения реакции. Реакция между H2S и CuSO4 может быть записана следующим образом:
H2S + CuSO4 -> CuS + H2SO4
Из уравнения видно, что соотношение между веществами H2S и H2SO4 в реакции равно 1:1. Это означает, что количество вещества H2S будет таким же, как количество вещества H2SO4 в итоговом растворе.
Мы знаем, что объем раствора H2S составляет 2,24 л (н.у.). Для расчета количества вещества H2S мы воспользуемся уравнением:
n = V / Vm,
где n - количество вещества, V - объем, Vm - молярный объем.
Молярный объем Vm равен 22,4 л/моль для всех газов при стандартных условиях (н.у.).
Подставляем значения:
n(H2S) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль
Таким образом, количество вещества H2S, использованного в реакции, составляет 0,1 моль.
Шаг 2: Расчет количества вещества CuSO4
Для этого нам необходимо узнать массу CuSO4 в растворе. Мы знаем, что массовая доля CuSO4 в растворе составляет 10%. Массовая доля равна отношению массы данного вещества к массе всего раствора, умноженному на 100%.
Мы знаем, что масса всего раствора CuSO4 составляет 250 г. Значит, масса CuSO4 равна:
масса CuSO4 = 10% × 250 г = 25 г
Затем мы можем использовать молярную массу CuSO4, чтобы перевести массу вещества в количество вещества. Молярная масса CuSO4 равна 159,61 г/моль (это сумма атомных масс всех атомов в молекуле CuSO4).
Таким образом, количество вещества CuSO4 в растворе составляет:
n(CuSO4) = масса CuSO4 / молярная масса CuSO4
n(CuSO4) = 25 г / 159,61 г/моль = 0,157 моль
Шаг 3: Расчет массовой доли H2SO4
Как мы узнали в шаге 1, количество вещества H2S равно количеству вещества H2SO4. Поэтому количество вещества H2SO4 также составляет 0,1 моль.
Теперь мы можем рассчитать массовую долю H2SO4 в растворе с помощью следующей формулы:
массовая доля H2SO4 = (масса H2SO4 / масса раствора) × 100%
Мы знаем, что масса H2SO4 равна молярной массе H2SO4, умноженной на количество вещества H2SO4:
масса H2SO4 = молярная масса H2SO4 × количество вещества H2SO4
Получаем:
массовая доля H2SO4 = (молярная масса H2SO4 × количество вещества H2SO4 / масса раствора) × 100%
Подставляем значения:
массовая доля H2SO4 = (98,09 г/моль × 0,1 моль / (25 г + 0,1 моль × 98,09 г/моль)) × 100%
Выполняем вычисления и упрощаем:
массовая доля H2SO4 = (9,809 г / (25 г + 9,809 г)) × 100%
массовая доля H2SO4 = 9,809 г / 34,809 г × 100%
массовая доля H2SO4 = 28,2%
Таким образом, массовая доля H2SO4 в растворе, полученном при пропускании 2,24 л (н.у.) H2S через 250 г 10% раствора CuSO4, равна 28,2%.