К 625 мл раствора серной кислоты с концентрацией 0,8 моль/л (плотность раствора 1,04 г/мл) добавили небольшими порциями олеум, а затем в полученный раствор внесли 466 г дигидрата хлорида бария. В результате образовался осадок массой 349,5 г, а массовая доля соли бария в растворе после отделения осадка составила 10%. Рассчитайте массовую долю оксида серы (VI)
Дано:
Объем раствора $V = 625\, мл$
Концентрация серной кислоты $c = 0.8\, моль/л$
Плотность раствора $ρ = 1.04\, г/мл$
Масса дигидрата хлорида бария $m_{BaCl_2} = 466\, г$
Масса осадка $m_{ос} = 349.5\, г$
Массовая доля соли бария в растворе после отделения осадка $10\%$
Найти массовую долю оксида серы (VI).
1. Рассчитаем количество вещества серной кислоты:
$V = 625\, мл = 0.625\, л$
$n_{H_2SO_4} = c \cdot V = 0.8\, моль/л \cdot 0.625\, л = 0.5\, моль$
2. Найдем массу серной кислоты:
$м_{H_2SO_4} = n_{H_2SO_4} \cdot M_{H_2SO_4}$, где $M_{H_2SO_4}$ – молярная масса $H_2SO_4$
Молярная масса $H_2SO_4 = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98\, г/моль$
$м_{H_2SO_4} = 0.5\, моль \cdot 98\, г/моль = 49\, г$
3. Рассчитаем массовую долю серной кислоты в растворе:
$м_{раств} = V \cdot ρ = 625\, мл \cdot 1.04\, г/мл = 650\, г$
$м_{H_2SO_4\ в\ р-ре} = м_{H_2SO_4} / м_{раств} \cdot 100\% = 49\, г / 650\, г \cdot 100\% ≈ 7.54\%$
4. Определим количество бария в дигидрате хлорида бария $BaCl_2$:
Молярная масса $BaCl_2 = 137 + 35.5 \cdot 2 = 208\, г/моль$
$n_{BaCl_2} = m_{BaCl_2} / M_{BaCl_2} = 466\, г / 208\, г/моль ≈ 2.24\, моль$
5. Рассчитаем количество оксида серы (VI), образовавшееся в результате реакции:
Так как 1 моль $BaCl_2$ соответствует 1 моль $H_2SO_4$, то количество серы (VI) также равно $2.24\, моль$
6. Для расчета массовой доли оксида серы (VI) найдем массу оксида серы (VI):
Молярная масса $SO_3 = 32 + 16 \cdot 3 = 80\, г/моль$
$м_{SO_3} = n_{SO_3} \cdot M_{SO_3} = 2.24\, моль \cdot 80\, г/моль = 179.2\, г$
7. Найдем массовую долю оксида серы (VI) в растворе после отделения осадка:
Массовая доля серы (VI) $= м_{SO_3} / м_{раств} \cdot 100\% = 179.2\, г / 650\, г \cdot 100\% ≈ 27.57\%$
Таким образом, массовая доля оксида серы (VI) в растворе после отделения осадка составляет примерно 27.57%.
