К раствору сульфата алюминия массой 150 г и массовой долей 20% прилили избыток раствора нитрата бария. Вычислите массу образовавшегося остатка.
Для решения этой задачи начнем с того, чтобы определить, сколько сульфата алюминия содержится в растворе.
- Находим массу сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃) в растворе. Если у нас есть 150 г раствора с массовой долей 20%, то масса сульфата алюминия будет рассчитана так:
\[ m_{\text{Al}_2(SO_4)_3} = 150 \, \text{г} \times 0.20 = 30 \, \text{г} \]
- Теперь нужно определить количество сульфата алюминия в моль. Молярная масса Al₂(SO₄)₃ составляет:
- Для алюминия (Al): 2 x 27 г/моль = 54 г/моль
- Для серы (S): 3 x 32 г/моль = 96 г/моль
- Для кислорода (O): 12 x 16 г/моль = 192 г/моль
Суммарная молярная масса:
\[ M_{\text{Al}_2(SO_4)_3} = 54 \, \text{г/моль} + 96 \, \text{г/моль} + 192 \, \text{г/моль} = 342 \, \text{г/моль} \]
Теперь находим количество моль сульфата алюминия:
\[ n_{\text{Al}_2(SO_4)_3} = \frac{30 \, \text{г}}{342 \, \text{г/моль}} \approx 0.0877 \, \text{моль} \]
- Реакция между сульфатом алюминия и нитратом бария (Ba(NO₃)₂) выглядит следующим образом:
\[ Al_2(SO_4)_3 + 3Ba(NO_3)_2 \rightarrow 3BaSO_4 \downarrow + 2Al(NO_3)_3 \]
Из уравнения видно, что на 1 моль сульфата алюминия образуется 3 моль бария сульфата (BaSO₄).
- Теперь найдем, сколько моль BaSO₄ будет образовано:
\[ n_{BaSO_4} = 3 \times n_{\text{Al}_2(SO_4)_3} \approx 3 \times 0.0877 \, \text{моль} \approx 0.2631 \, \text{моль} \]
- Молярная масса BaSO₄ составляет:
- Для бария (Ba): 137 г/моль
- Для серы (S): 32 г/моль
- Для кислорода (O): 4 x 16 г/моль = 64 г/моль
Суммарная молярная масса:
\[ M_{BaSO_4} = 137 \, \text{г/моль} + 32 \, \text{г/моль} + 64 \, \text{г/моль} = 233 \, \text{г/моль} \]
- Теперь найдем массу образовавшегося бария сульфата:
\[ m_{BaSO_4} = n_{BaSO_4} \times M_{BaSO_4} \approx 0.2631 \, \text{моль} \times 233 \, \text{г/моль} \approx 61.3 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образовавшегося остатка (BaSO₄) составляет примерно 61.3 г.
