К 980 г раствора серной кислоты с массовой долей 20% прилили избыток раствора нитрата бария . Найдите массовую долю выпавшего осадка.

Для решения этой задачи давайте следовать шаг за шагом:

Шаг 1: Определение условий

У нас есть раствор серной кислоты (H₂SO₄) с массовой долей 20%. Это означает, что в 100 г этого раствора содержится 20 г серной кислоты и 80 г воды.

Шаг 2: Определение массы серной кислоты в растворе

В растворе серной кислоты у нас 980 г, поэтому рассчитываем, сколько серной кислоты в 980 г раствора:

\[ \text{Масса H₂SO₄} = 980 \, \text{г} \times 0.20 = 196 \, \text{г} \]

Шаг 3: Реакция с нитратом бария

Теперь добавим избыток раствора нитрата бария (Ba(NO₃)₂). Реакция между серной кислотой и нитратом бария приведет к образованию осадка сульфата бария (BaSO₄), который является малорастворимым в воде. Уравнение реакции будет выглядеть так:

\[ \text{H₂SO₄} + \text{Ba(NO₃)₂} → \text{BaSO₄} ↓ + 2\text{HNO₃} \]

Шаг 4: Находим массу сульфата бария

Сначала находим количество молей H₂SO₄, используя молярную массу:

• Молярная масса H₂SO₄: \(2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \, \text{г/моль}\)

Теперь вычислим количество молей H₂SO₄:

\[ \text{Моли H₂SO₄} = \frac{196 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} \]

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль H₂SO₄ будет образовываться 1 моль BaSO₄. Поэтому образуется 2 моль BaSO₄.

Теперь найдем массу сульфата бария:

• Молярная масса BaSO₄: \(137 + 32 + 4 \times 16 = 233 \, \text{г/моль}\)

Масса образовавшегося осадка:

\[ \text{Масса BaSO₄} = 2 \, \text{моль} \times 233 \, \text{г/моль} = 466 \, \text{г} \]

Шаг 5: Находим массовую долю осадка в растворе

Теперь вычислим массовую долю BaSO₄ в общей массе раствора. Сначала найдем массу полученного раствора:

\[ \text{Масса раствора} = 980 \, \text{г} + \text{масса Ba(NO₃)₂} \, (\text{которая не была указана, но будет рассматриваться как избыток}) \]

Так как мы работаем с избыточным количеством нитрата бария, его массу можно не учитывать, если только она не будет давать значительных изменений.

Для простоты предположим, что в результате реакции общий вес раствора не изменился (осадок не влияет на общий объем, так как это малорастворимое вещество). Таким образом, мы возьмем массу раствора равной 980 г:

\[ \text{Масса раствора} = 980 \, \text{г} \]

Теперь рассчитываем массовую долю:

\[ \text{Массовая доля BaSO₄} = \frac{466 \, \text{г}}{980 \, \text{г} + 466 \, \text{г}} \times 100\% \]

\[ \text{Массовая доля BaSO₄} = \frac{466}{1446} \times 100\% \approx 32.3\% \]

Ответ

Массовая доля выпавшего осадка сульфата бария (BaSO₄) составляет примерно 32.3%.