К 122,5 г раствора с массовой долей серной кислоты 20% добавили 15% раствор нитрата бария(II) массой 174 г. Определите массу выпавшего осадка.

Для решения задачи, сначала определим количество серной кислоты в растворе, затем найдем количество нитрата бария, который добав...

Масса раствора = 122,5 г
Массовая доля серной кислоты = 20%

Масса серной кислоты (H₂SO₄) рассчитывается по формуле:

$$\text{Масса H₂SO₄} = \text{Масса раствора} \times \frac{\text{Массовая доля H₂SO₄}}{100}$$

$$\text{Масса H₂SO₄} = 122,5 \, \text{г} \times \frac{20}{100} = 24,5 \, \text{г}$$

Масса раствора нитрата бария (Ba(NO₃)₂) = 174 г
Массовая доля нитрата бария = 15%

Масса нитрата бария рассчитывается по формуле:

$$\text{Масса Ba(NO₃)₂} = \text{Масса раствора} \times \frac{\text{Массовая доля Ba(NO₃)₂}}{100}$$

$$\text{Масса Ba(NO₃)₂} = 174 \, \text{г} \times \frac{15}{100} = 26,1 \, \text{г}$$

Теперь найдем количество серной кислоты и нитрата бария в моль.

Молярная масса H₂SO₄ = 98 г/моль
Молярная масса Ba(NO₃)₂ = 137 + 216) = 137 + 2*(14 + 48) = 137 + 124 = 261 г/моль

Количество серной кислоты:

$$n(H₂SO₄) = \frac{\text{Масса H₂SO₄}}{\text{Молярная масса H₂SO₄}} = \frac{24,5 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,25 \, \text{моль}$$

Количество нитрата бария:

$$n(Ba(NO₃)₂) = \frac{\text{Масса Ba(NO₃)₂}}{\text{Молярная масса Ba(NO₃)₂}} = \frac{26,1 \, \text{г}}{261 \, \text{г/моль}} \approx 0,1 \, \text{моль}$$

Реакция между серной кислотой и нитратом бария:

$$H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ \rightarrow BaSO₄ \downarrow + 2HNO₃$$

Из уравнения видно, что 1 моль H₂SO₄ реагирует с 1 моль Ba(NO₃)₂, образуя 1 моль BaSO₄.

Так как у нас 0,25 моль H₂SO₄ и 0,1 моль Ba(NO₃)₂, то ограничивающим реагентом будет Ba(NO₃)₂, так как его меньше.

Количество BaSO₄, которое образуется:

$$n(BaSO₄) = n(Ba(NO₃)₂) = 0,1 \, \text{моль}$$

Молярная масса BaSO₄ = 137 + 32 + 4*16 = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль

Масса BaSO₄:

$$\text{Масса BaSO₄} = n(BaSO₄) \times \text{Молярная масса BaSO₄} = 0,1 \, \text{моль} \times 233 \, \text{г/моль} = 23,3 \, \text{г}$$

Масса выпавшего осадка (BaSO₄) составляет 23,3 г.