Номер 205, страница 47 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

205. Для полного осаждения ионов бария в виде нерастворимой соли в неизвестном растворе понадобилось добавить раствор массой 65,0 г с массовой долей сульфата натрия 8,60 %. Рассчитайте массу образовавшегося осадка.

Дано:

$m_{р-ра}(Na_2SO_4) = 65,0 \text{ г}$

$\omega(Na_2SO_4) = 8,60 \% = 0,0860$

Найти:

$m(\text{осадка}) - ?$

Решение

1. Для осаждения ионов бария ($Ba^{2+}$) используется сульфат натрия ($Na_2SO_4$). В результате реакции образуется нерастворимый в воде осадок — сульфат бария ($BaSO_4$). Запишем уравнение реакции, используя в качестве примера растворимой соли бария хлорид бария ($BaCl_2$):

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2NaCl$

Ключевым для расчета является соотношение между реагентом ($Na_2SO_4$) и продуктом ($BaSO_4$).

2. Рассчитаем массу чистого сульфата натрия в растворе:

$m(\text{вещества}) = m(\text{раствора}) \cdot \omega(\text{вещества})$

$m(Na_2SO_4) = 65,0 \text{ г} \cdot 0,0860 = 5,59 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы сульфата натрия и сульфата бария, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(Na) = 23$, $Ar(S) = 32$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Ba) = 137$.

$M(Na_2SO_4) = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142 \text{ г/моль}$

$M(BaSO_4) = 137 + 32 + 4 \cdot 16 = 233 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (в молях) сульфата натрия, вступившего в реакцию:

$n = \frac{m}{M}$

$n(Na_2SO_4) = \frac{5,59 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} \approx 0,03937 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $Na_2SO_4$ образуется 1 моль $BaSO_4$. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(BaSO_4) = n(Na_2SO_4) \approx 0,03937 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу образовавшегося осадка $BaSO_4$:

$m = n \cdot M$

$m(BaSO_4) = 0,03937 \text{ моль} \cdot 233 \text{ г/моль} \approx 9,173 \text{ г}$

Поскольку исходные данные (65,0 и 8,60) представлены с тремя значащими цифрами, округлим результат до трех значащих цифр.

$m(BaSO_4) \approx 9,17 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 9,17 г.