3. К раствору сульфата калия массой 20 г прилили раствор хлорида бария массой 28 г, содержащей 31 % примесей. Полученный осадок отфильтровали. Какова масса образовавшегося осадка.
Давайте подробно разберем задачу и решим ее пошагово.
Дано:
- Масса раствора сульфата калия (K₂SO₄) = 20 г (предположим, что в нем только чистый K₂SO₄)
- Масса раствора хлорида бария (BaCl₂) = 28 г, содержащего 31% примесей
- Цель: найти массу образовавшегося осадка BaSO₄ после реакции и фильтрации
Шаг 1. Определение концентрации и чистого вещества в растворе BaCl₂
Общая масса раствора BaCl₂ = 28 г
Процент примесей = 31%, значит:
- Масса примесей = 0,31 × 28 г ≈ 8,68 г
- Масса чистого BaCl₂ = 28 г – 8,68 г ≈ 19,32 г
Шаг 2. Рассчитаем количество вещества BaCl₂
Молярная масса BaCl₂:
- Ba: ≈ 137 г/моль
- Cl: ≈ 35,5 г/моль
Молярная масса BaCl₂ = 137 + 2×35,5 = 137 + 71 = 208 г/моль
Количество вещества BaCl₂:
\[ n_{BaCl_2} = \frac{m_{Чистой\ BaCl_2}}{M_{BaCl_2}} = \frac{19,32\, \text{г}}{208\, \text{г/моль}} \approx 0,0928\, \text{моль} \]
Шаг 3. Реакция и получение осадка BaSO₄
Реакция:
\[ BaCl_2 + K_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2 KCl \]
Из нее видно, что:
- 1 моль BaCl₂ реагирует с 1 моль K₂SO₄, образуя 1 моль BaSO₄.
Но в задаче у нас есть только K₂SO₄ и BaCl₂, и не указано, что K₂SO₄ полностью реагировал — предполагаем, что реакции произошли полностью, и количество BaSO₄ ограничено количеством BaCl₂ (так как его меньше по молям или равно).
Количество образовавшегося BaSO₄ равно количеству BaCl₂, то есть:
\[ n_{BaSO_4} = 0,0928\, \text{моль} \]
Шаг 4. Рассчитаем массу BaSO₄
Молярная масса BaSO₄:
- Ba: 137 г/моль
- S: 32 г/моль
- О₄: 4×16 = 64 г/моль
Общая масса:
\[ M_{BaSO_4} = 137 + 32 + 64 = 233\, \text{г/моль} \]
Масса осадка:
\[ m_{BaSO_4} = n_{BaSO_4} \times M_{BaSO_4} = 0,0928 \times 233 \approx 21,6\, \text{г} \]
Ответ:
Масса образовавшегося осадка BaSO₄ составляет примерно 21,6 грамм.
Если остались вопросы или нужен расчет с учетом примесей в растворе BaCl₂, их влияние обычно незначительно для такого уровня задач.
