№3. Определите, какая масса мели вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет \( 90 \% \).

Для решения задачи сначала определим, сколько молей оксида серы (IV) \( SO_2 \) нам нужно получить, а затем найдем массу мели, необходимую для этой реакции. 1. **Определение количества молей \( SO_2 \)**: Объем газа при нормальных условиях (н.у.) равен 22,4 л на 1 моль. Для 3 л газа: \[ n(SO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{3 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,134 \, \text{моль} \] Поскольку выход оксида серы (IV) составляет 90%, то фактически нам нужно получить большее количество молей: \[ n_{реакция} = \frac{n(SO_2)}{0,9} \approx \frac{0,134}{0,9} \approx 0,149 \, \text{моль} \] 2. **Определение массы мели**: Реакция между серной кислотой \( H_2SO_4 \) и мелом (кальций карбонат \( CaCO_3 \)) может быть представлена следующим уравнением: \[ CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + CO_2 + H_2O \] В этом уравнении видно, что 1 моль \( CaCO_3 \) реагирует с 1 моль \( H_2SO_4 \) для получения 1 моля \( SO_2 \). Однако, чтобы получить \( SO_2 \), нам нужно учитывать, что \( SO_2 \) образуется в результате разложения серной кислоты, а не напрямую из мела. Для получения \( SO_2 \) из серной кислоты, необходимо учитывать, что 1 моль \( H_2SO_4 \) дает 1 моль \( SO_2 \) при разложении. Таким образом, нам нужно 0,149 моль \( H_2SO_4 \). Молярная масса \( H_2SO_4 \) составляет 98 г/моль, следовательно: \[ m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdot M(H_2SO_4) = 0,149 \, \text{моль} \cdot 98 \, \text{г/моль} \approx 14,62 \, \text{г} \] 3. **Определение массы мели**: Теперь, чтобы найти массу мели, нужно знать, сколько моли мела нам нужно. Поскольку 1 моль \( CaCO_3 \) реагирует с 1 моль \( H_2SO_4 \), то нам нужно 0,149 моль \( CaCO_3 \). Молярная масса \( CaCO_3 \) составляет 100 г/моль, следовательно: \[ m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 0,149 \, \text{моль} \cdot 100 \, \text{г/моль} \approx 14,9 \, \text{г} \] Таким образом, для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.) с выходом 90% потребуется примерно 14,9 г мели.