К раствору серной кислоты с массовой долей 5% добавили избыток раствора нитрата бария. При этом выпал осадок массой 11,65 г Определите массу исходного раствора серной кислоты в…

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Анализ условий задачи

У нас имеется раствор серной кислоты (H₂SO₄) с массовой долей 5%. При добавлении избытка раствора нитрата бария (Ba(NO₃)₂) образуется осадок сульфата бария (BaSO₄), который имеет массу 11,65 г.

Шаг 2: Написание уравнения реакции

При добавлении серной кислоты к нитрату бария происходит следующая реакция:

\[ \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 (s) + 2 \text{HNO}_3 \]

где BaSO₄ — это малорастворимый осадок, который образуется в результате реакции.

Шаг 3: Рассчитываем количество образовавшегося осадка

1. Сначала найдем количество вещества сульфата бария (BaSO₄):

Для этого воспользуемся формулой:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \(n\) — количество вещества,
• \(m\) — масса в граммах,
• \(M\) — молярная масса.

Вычислим молярную массу BaSO₄:

\[ M_{\text{BaSO}_4} = M_{\text{Ba}} + M_{\text{S}} + 4 \cdot M_{\text{O}} = 137 + 32 + 4 \cdot 16 = 137 + 32 + 64 = 233 \text{ г/моль} \]

Теперь подставим массу осадка в уравнение:

\[ n_{\text{BaSO}_4} = \frac{11,65 \text{ г}}{233 \text{ г/моль}} \approx 0,050 \text{ моль} \]

Шаг 4: Вычисляем количество вещества серной кислоты

Согласно уравнению реакции, на 1 моль сульфата бария требуется 1 моль серной кислоты. Это значит, что:

\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{BaSO}_4} = 0,050 \text{ моль} \]

Шаг 5: Находим массу серной кислоты

Теперь мы можем найти массу серной кислоты, используя её молярную массу. Молярная масса H₂SO₄:

\[ M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2 \cdot M_{\text{H}} + M_{\text{S}} + 4 \cdot M_{\text{O}} = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль} \]

Теперь найдем массу серной кислоты:

\[ m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{H}_2\text{SO}_4} \cdot M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,050 \cdot 98 \text{ г} = 4,9 \text{ г} \]

Шаг 6: Находим массу исходного раствора серной кислоты

Мы знаем, что массовая доля серной кислоты в растворе составляет 5%. Обозначим массу раствора как \(m_{\text{раствора}}\):

\[ \text{массовая доля} = \frac{m_{\text{H}_2\text{SO}_4}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\% \]

Подставляем известные значения:

\[ 5\% = \frac{4,9 \text{ г}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\% \]

Решим это уравнение для нахождения массы раствора:

\[ m_{\text{раствора}} = \frac{4,9 \text{ г} \cdot 100\%}{5\%} = \frac{490}{5} = 98 \text{ г} \]

Ответ

Итак, масса исходного раствора серной кислоты составляет 98 г.