Давайте подробно разберем задачу по шагам.
Дано:
Масса серной кислоты (H₂SO₄): 196 г
Массовая доля кислоты в растворе: 50%
Раствор серной кислоты является 50-процентным, значит, концентрация кислоты по массе:
[
m_{H_2SO_4} = 196,г
]
В этом растворе 50% — это сама кислота, а 50% — вода:
[
\text{Масса H}_2\text{SO}_4 = 196, г
]
[
\text{Масса воды} = 196, г
]
Тогда масса раствора:
[
M_{раствора} = 196, г + 196, г = 392, г
]
Но для расчетов важна именно масса чистой кислоты.
В задаче говорится, что кислота реагирует с нитратом бария.
Шаг 1. Определим массу чистой серной кислоты
Из условий:
[
\text{Масса H}_2\text{SO}_4 = 196, г
]
Поскольку раствор 50%-ный, то:
[
\text{Масса H}_2\text{SO}_4 = 50% \times 392, г = 196, г
]
Значит, в данном растворе уже есть 196 г серной кислоты.
Шаг 2. Найдем число веществ (молей серной кислоты)
Молярная масса H₂SO₄:
[
M_{H_2SO_4} = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98, г/моль
]
Количество молей:
[
n_{H_2SO_4} = \frac{196, г}{98, г/моль} = 2, моль
]
Шаг 3. Реакция с нитратом бария
Реакция:
[
H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2,HN O_3
]
На практике в реакции серная кислота взаимодействует с нитратом бария:
[
H_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 \rightarrow BaSO_4 (осадок) + 2,HNO_3
]
Она идет в соотношении 1:1 по молям. Получается, 2 моля H₂SO₄ реагируют с 2 молями нитрата бария, образуя 2 моля осадка сульфата бария.
Шаг 4. Определим массу сульфата бария
Молярная масса BaSO₄:
[
M_{BaSO_4} = 137 + 32 + 4 \times 16 = 233, г/моль
]
Общая масса осадка:
[
m_{BaSO_4} = n_{BaSO_4} \times M_{BaSO_4}
]
так как молей BaSO₄ образуется равное число молей, равно молям H₂SO₄ — 2 моль:
[
m_{BaSO_4} = 2 \times 233, г/моль = 466, г
]
Ответ:
При взаимодействии 196 г 50-процентного раствора серной кислоты (с содержанием 196 г H₂SO₄) с избытком нитрата бария образуется 466 г сульфата бария.
