Номер 3.25, страница 57, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.25. Сульфат бария, необходимый для покрытия экранов дневного кино, получили действием хлорида бария на 300 г 49%-ного раствора серной кислоты. Вычислите массу и количество вещества образовавшегося сульфата бария.

Дано:

$m_{p-pa}(H_2SO_4) = 300 \text{ г}$

$\omega(H_2SO_4) = 49\% = 0.49$

$m_{p-pa}(H_2SO_4) = 0.3 \text{ кг}$

Найти:

$m(BaSO_4) - ?$

$n(BaSO_4) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия хлорида бария с серной кислотой. В результате реакции обмена образуется нерастворимый осадок сульфата бария ($BaSO_4$) и соляная кислота ($HCl$).

$BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl$

2. Найдем массу чистой серной кислоты, содержащейся в 300 г 49%-ного раствора. Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора на его массовую долю.

$m(H_2SO_4) = m_{p-pa}(H_2SO_4) \times \omega(H_2SO_4) = 300 \text{ г} \times 0.49 = 147 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы серной кислоты и сульфата бария, используя периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева.

$M(H_2SO_4) = 2 \times A_r(H) + A_r(S) + 4 \times A_r(O) = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \text{ г/моль}$

$M(BaSO_4) = A_r(Ba) + A_r(S) + 4 \times A_r(O) = 137 + 32 + 4 \times 16 = 233 \text{ г/моль}$

4. Вычислим количество вещества (число моль) серной кислоты, вступившей в реакцию.

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{147 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 1.5 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль серной кислоты образуется 1 моль сульфата бария. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(BaSO_4) = n(H_2SO_4) = 1.5 \text{ моль}$

6. Теперь, зная количество вещества и молярную массу сульфата бария, можем рассчитать его массу.

$m(BaSO_4) = n(BaSO_4) \times M(BaSO_4) = 1.5 \text{ моль} \times 233 \text{ г/моль} = 349.5 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося сульфата бария $m(BaSO_4) = 349.5 \text{ г}$; количество вещества сульфата бария $n(BaSO_4) = 1.5 \text{ моль}$.