Какова массовая доля оксида серы (VI) в образовавшемся олеуме, полученном после добавления 400 г оксида серы (VI

Для решения данной задачи нам нужно рассчитать массовую долю оксида серы (VI) в олеуме, полученном в результате реакции между оксидом серы (VI) и серной кислотой.

Давайте начнем с расчета количества вещества оксида серы (VI), которое добавлено. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\],

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества в граммах, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса оксида серы (VI), также известного как серный ангидрид, равна 64 г/моль. Подставляя значения, получаем:

\[n_{\text{{оксид серы (VI)}}} = \frac{400}{64} \approx 6.25 \text{{ моль}}\].

Теперь рассчитаем количество вещества серной кислоты, которое было использовано. Для этого умножим массу раствора на его концентрацию. Из условия задачи известно, что раствор серной кислоты имеет концентрацию 75%. Таким образом, масса сульфатной кислоты в растворе будет равна:

\[m_{\text{{серная кислота}}} = 288 \times \frac{75}{100} = 216 \text{{ г}}\].

Далее, рассчитаем количество вещества серной кислоты:

\[n_{\text{{серная кислота}}} = \frac{m_{\text{{серная кислота}}}}{M_{\text{{серная кислота}}}}\],

где \(M_{\text{{серная кислота}}}\) - молярная масса серной кислоты. Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль, поэтому:

\[n_{\text{{серная кислота}}} = \frac{216}{98} \approx 2.2 \text{{ моль}}\].

Теперь мы можем использовать соотношение между оксидом серы (VI) и серной кислотой, чтобы определить, который из веществ является ограничивающим в реакции. Правильное соотношение между этими веществами можно выразить через уравнение реакции, но так как оно не дано, мы будем предполагать стехиометрическую реакцию:

\[\text{{SO3}} + \text{{H2SO4}} \rightarrow \text{{oleum}}\].

Исходя из стехиометрии этого соотношения, мы видим, что соотношение между оксидом серы (VI) и серной кислотой равно 1:1.

Таким образом, количество вещества оксида серы (VI), окисившегося в олеуме, будет равно количеству вещества серной кислоты:

\[n_{\text{{олеум}}} = n_{\text{{оксид серы (VI)}}} = 2.2 \text{{ моль}}\].

Наконец, рассчитаем массовую долю оксида серы (VI) в олеуме. Для этого воспользуемся формулой:

\[ \text{{массовая доля}} = \frac{m_{\text{{оксид серы (VI)}}}}{m_{\text{{олеум}}}} \times 100\% \],

где \(m_{\text{{оксид серы (VI)}}}\) - масса оксида серы (VI), а \(m_{\text{{олеум}}}\) - масса олеума.

Масса оксида серы (VI) равна:

\[m_{\text{{оксид серы (VI)}}} = n_{\text{{оксид серы (VI)}}} \times M_{\text{{оксид серы (VI)}}} = 6.25 \text{{ моль}} \times 64 \frac{\text{{г}}}{\text{{моль}}} = 400 \text{{ г}}\].

Так как олеум образуется в результате реакции, масса олеума будет равна сумме масс оксида серы (VI) и серной кислоты:

\[m_{\text{{олеум}}} = m_{\text{{оксид серы (VI)}}} + m_{\text{{серная кислота}}} = 400 \text{{ г}} + 216 \text{{ г}} = 616 \text{{ г}}\].

Теперь, рассчитаем массовую долю оксида серы (VI) в олеуме:

\[ \text{{массовая доля}} = \frac{400}{616} \times 100\% \approx 65.12\% \].

Таким образом, массовая доля оксида серы (VI) в олеуме составляет около 65.12%.