34.07 Растворимость и кристаллогидраты

Уравнения реакций:

1) (NH₄)₂SO₃ + 2HNO₃ → (NH₄)₂SO₄ + 2NO₂ + H₂O

2) (NH₄)₂SO₃ + 2HCl → 2NH₄Cl + SO₂ + H₂O

120 мл воды = 120 г воды;
Пусть в 120 г воды растворили x г (NH₄)₂SO₃, тогда:

Составим пропорцию:
58 г (NH₄)₂SO₃ может растворится в 100 г воды, тогда
x г Na₂SO₃ может растворится в 120 г воды, следовательно
x = (120 * 58) / 100 = 69,6 г (m _общ. (NH₄)₂SO₃)
Найдем массу раствора (NH₄)₂SO₃, который получили при добавлении 69,6 г этой соли к 120 г воды: m_{общ. р-ра} (NH₄)₂SO₃ = 120 + 69,6 = 189,6 г
n_общ. (NH₄)₂SO₃ = m _общ. (NH₄)₂SO₃ / M (NH₄)₂SO₃ = 69,6 г / 116 г/моль = 0,6 моль

По условию задачи, объем выделившегося газа во второй колбе меньше в 4 раза, чем объем газа из первой колбы, следовательно: n₁ NO₂ = 4 * n₂ SO₂ т.к. V₁ NO₂ / V_m = 4 * V₂ SO₂ / V_m

Пусть n₂ SO₂ = y моль, тогда n₁ NO₂ = 4у моль

Из 1 уравнения следует: n₁ (NH₄)₂SO₃ = 0,5 * n₁ NO₂ = 2y моль

Из 2 уравнения следует: n₂ (NH₄)₂SO₃ = n₂ SO₂ = y моль

Зная общее количество сульфита аммония, можно вывести уравнение:

2y + y = 0,6

3y = 0,6

y = 0,2 моль = n₂ (NH₄)₂SO₃

Из 2 уравнения следует: n NH₄Cl = 2 * n₂ (NH₄)₂SO₃ = 0,2 * 2 = 0,4 моль
m NH₄Cl = n NH₄Cl * M NH₄Cl = 0,4 моль * 53,5 г/моль = 21,4 г.

n₂ SO₂ = y моль = 0,2 моль; m SO₂ = n₂ SO₂ * M SO₂ = 0,2 моль * 64 г/моль = 12,8 г
Найдем массу изначального раствора сульфита аммония во 2 колбе через соотношение количеств этой соли в двух колбах (пропорция): 0,2/0,6 * 189,6 = 63,2 г = m _{р-ра 2}
Найдем массу конечного раствора: m _{кон. р-ра} = m _{р-ра 2} + m _р-ра HCl - m SO₂ = 63,2 + 120 - 12,8 = 170,4 г
Найдем массовую долю хлорида аммония (единственной соли после реакции, т.к. сульфит прореагировал весь, т.к. соляная китслота в избытке) в этом конечном растворе: w NH₄Cl = (m NH₄Cl * 100%) / m _{кон. р-ра} = (21,4 * 100%) / 170,4 = 12,56%

Ответ: w NH₄Cl = 12,56%