Какое количество серной кислоты содержится в разбавленном растворе, если по опыту установлено, что максимальное

Для решения задачи, нам необходимо использовать закон сохранения массы - количество вещества в исходном растворе должно быть равно количеству вещества в конечном растворе.

Предположим, что в исходном растворе масса серной кислоты равна \(x\) грамм. Количество вещества цинка, которое реагирует с данной массой серной кислоты, будет равно массе цинка, т.е. 13 г.

Мы знаем, что серная кислота имеет формулу \(H_2SO_4\), где одна молекула серной кислоты содержит 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Атомная масса водорода - 1 г/моль, серы - 32 г/моль, и кислорода - 16 г/моль.

Чтобы найти количество серной кислоты в массе \(x\) грамм, мы должны выразить массу вещества в молях. Рассчитаем количество молей серной кислоты по формуле:

\[N = \frac{{\text{{масса}}}}{{\text{{молярная масса}}}}\]

Для серной кислоты молярная масса будет:

\[M = 2 \cdot 1 + 1 \cdot 32 + 4 \cdot 16 = 98 \, \text{{г/моль}}\]

Теперь мы можем выразить количество молей серной кислоты, используя массу \(x\) грамм:

\[N = \frac{{x}}{{98}}\]

Так как мы знаем, что масса цинка, реагирующего с раствором, составляет 13 г, мы можем использовать это, чтобы найти количество молей цинка. Молярная масса цинка составляет 65 г/моль, поэтому количество молей цинка будет:

\[N_{\text{{цинк}}} = \frac{{13}}{{65}}\]

Теперь, согласно закону сохранения массы, количество молей серной кислоты должно быть равно количеству молей цинка:

\[\frac{{x}}{{98}} = \frac{{13}}{{65}}\]

Решим эту пропорцию, чтобы найти массу \(x\) грамм:

\[x = \frac{{13 \cdot 98}}{{65}} \approx 19.7 \, \text{{г}}\]

Таким образом, в разбавленном растворе содержится около 19.7 грамма серной кислоты.

Теперь посмотрим на процентное содержание \(H_2SO_4\) в данном растворе. Для этого нужно использовать формулу:

\[\text{{процентное содержание}} = \frac{{\text{{масса состава}}}}{{\text{{общая масса раствора}}}} \times 100\%\]

Масса состава - это масса серной кислоты, которую мы только что нашли, то есть 19.7 г. Общая масса раствора состоит из массы серной кислоты и массы воды (в разбавленном растворе). Поскольку нам не дана масса воды, мы не можем точно рассчитать процентное содержание. Тем не менее, мы можем сказать, что процентное содержание \(H_2SO_4\) в данном растворе будет меньше 100%, поскольку раствор разбавлен и содержит воду.

Это пошаговое решение задачи, которое поможет школьнику понять каждый шаг в решении. Если у вас есть дополнительные вопросы, пожалуйста, задавайте!