1. Запишем уравнения реакций:

(1) SO₃ + H₂O = H₂SO₄

(2) Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ ↑ + H₂O

2. Определим количество вещества SO₃ и H₂SO₄ в исходной порции олеума:

Пусть в олеуме n(SO₃) = х моль, n_исх.(H₂SO₄) = y моль

Тогда m(олеума) = n(SO₃) • M(SO₃) + n_исх.(H₂SO₄) • M(H₂SO₄) = 80x + 98y = 7,74 г

m_всего(S) = ω(S) • m(олеума) = 0,3721 • 7,74 = 2,88 г

n_всего(S) = m : M = 2,88 : 32 = 0,09 моль

n_всего(S) = n(SO₃) + n_исх.(H₂SO₄) = х + у = 0,09 моль

х = n(SO₃) = 0,06 моль

y = n_исх.(H₂SO₄) = 0,03 моль

3. Рассчитаем массу конечного раствора после добавления карбоната натрия:

n₁ (H₂SO₄) = n(SO₃) = 0,06 моль

n_всего(H₂SO₄) = n_исх.(H₂SO₄) + n₁ (H₂SO₄) = 0,03 + 0,06 = 0,09 моль

n_всего(Na₂CO₃) = c • V = 1,2 • 0,125 = 0,15 моль

Т.к. карбонат натрия остался в конечном растворе, то он был в избытке, а H₂SO₄ в недостатке

n_{прореаг. 2}(Na₂CO₃) = n_всего(H₂SO₄) = 0,09 моль

n_ост. (Na₂CO₃) = n_всего(Na₂CO₃) − n_{прореаг. 2}(Na₂CO₃) = 0,15 − 0,09 = 0,06 моль

m_ост. (Na₂CO₃) = n_ост. • M = 0,06 • 106 = 6,36 г

m_{конеч. р-ра} = m_ост. ( Na₂CO₃) : ω = 6,36 : 0,026 = 244,6 г

4. Вычислим объем воды, использованный для растворения олеума:

m_{конеч. р-ра} = m(олеума) + m(H₂O) + m_р-ра (Na₂CO₃) – m₂ (СО₂)

m(H₂O) = m_{конеч. р-ра} − m(олеума) − m_р-ра (Na₂CO₃) + m₂ (СО₂)

m_р-ра (Na₂CO₃) = ρ • V = 1,12 • 125 = 140 г

n₂ (СО₂) = n_{прореаг. 2}(Na₂CO₃) = 0,09 моль ⇒ m₂ (СО₂) = n₂ • M = 0,09 • 44 = 3,96 г

m(H₂O) = 244,6 − 7,74 − 140 + 3,96 = 100,82 г

V(H₂O) = m : ρ = 100,82 : 1 = 100,82 мл

Максимальный балл: 4