Рассчитайте массу соли, образующейся при взаимодействии сульфата натрия массой 20 г с достаточным количеством гидроксида бария

Давайте разберём задачу поэтапно, подробно объясняя каждый шаг.

Задача:
Рассчитайте массу соли, образующейся при взаимодействии сульфата натрия массой 20 г с гидроксидом бария (его количество достаточно большое).

1. Запишем химическое уравнение реакции

Дана реакция:
\[ \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow ? \]

Рассмотрим реакцию сульфата натрия (\(\text{Na}_2\text{SO}_4\)) и гидроксида бария (\(\text{Ba(OH)}_2\)). Обычно при взаимодействии сульфатов с гидроксидами щелочных и щелочноземельных металлов образуются осадки бавнора, то есть сульфаты бария и натрия остаются в растворе. Однако в данном случае, если есть избыток гидроксида бария, возможна реакция обмена с образованием сульфата бария (\(\text{BaSO}_4\)) и натрий hydroxide.

Но в реакции с гидроксидом бария с сульфатом натрия образуется соль — сульфат бария и натрий гидроксид:

\[ \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2 \text{NaOH} \]

Итак, в результате реакции образуется осадок — сульфат бария (\(\text{BaSO}_4\)). В условии говорится о массовом отношении, и если гидроксид бария взят в достаточном количестве, то вся сульфат натрия перейдёт в сульфат бария.

Ответственный для нас компонент — это вес образовавшегося сульфата бария.

2. Расчёт молярных масс веществ

• Молярная масса \(\text{Na}_2\text{SO}_4\):

\[ (2 \times 23) + (32) + (4 \times 16) = 46 + 32 + 64 = 142\, \text{г/моль} \]

• Молярная масса \(\text{BaSO}_4\):

\[ (137) + (32) + (4 \times 16) = 137 + 32 + 64 = 233\, \text{г/моль} \]

3. Находим количество вещества \(\text{Na}_2\text{SO}_4\)

Масса натрий сульфата — 20 г.

\[ n_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = \frac{m}{M} = \frac{20\, \text{г}}{142\, \text{г/моль}} \approx 0,1408\, \text{моль} \]

4. Определяем массу сульфата бария, которая образуется

Молярные соотношения:
\[ \text{Na}_2\text{SO}_4 : \text{BaSO}_4 = 1 : 1 \]

То есть 1 моль \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) даёт 1 моль \(\text{BaSO}_4\).

Масса \(\text{BaSO}_4\):

\[ m_{\text{BaSO}_4} = n \times M = 0,1408\, \text{моль} \times 233\, \text{г/моль} \approx 32,85\, \text{г} \]

Итог:

Масса соли (сульфата бария), образующейся при реакции, составляет примерно 32,85 г.

Ответ:

При взаимодействии 20 г сульфата натрия с излишком гидроксида бария образуется примерно 32,85 г сульфата бария.