Номер 11, страница 14 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 11, страница 14.

Условие.

11. К раствору, содержащему 26,1 г нитрата бария, добавили избыток раствора серной кислоты. Рассчитайте массу образовавшегося осадка, учитывая, что реакция прошла с выходом 95 % от теоретического.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Ba(NO_3)_2) = 26.1 \text{ г}$
$\text{раствор } H_2SO_4 \text{ в избытке}$
$\eta = 95\% = 0.95$

Найти:

$m(\text{осадка}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции между нитратом бария и серной кислотой. В результате реакции обмена образуется нерастворимый в воде сульфат бария (осадок) и азотная кислота.

$Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HNO_3$

2. Рассчитаем молярные массы исходного вещества (нитрата бария) и продукта реакции (сульфата бария).

$M(Ba(NO_3)_2) = Ar(Ba) + 2 \cdot (Ar(N) + 3 \cdot Ar(O)) = 137 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 137 + 124 = 261 \text{ г/моль}$

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

3. Найдем количество вещества нитрата бария. Поскольку серная кислота дана в избытке, нитрат бария является лимитирующим реагентом, и расчет ведется по нему.

$n(Ba(NO_3)_2) = \frac{m(Ba(NO_3)_2)}{M(Ba(NO_3)_2)} = \frac{26.1 \text{ г}}{261 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между нитратом бария и сульфатом бария составляет 1:1. Следовательно, теоретически возможное количество вещества образовавшегося осадка $BaSO_4$ равно количеству вещества $Ba(NO_3)_2$.

$n_{\text{теор}}(BaSO_4) = n(Ba(NO_3)_2) = 0.1 \text{ моль}$

5. Рассчитаем теоретически возможную массу осадка $BaSO_4$.

$m_{\text{теор}}(BaSO_4) = n_{\text{теор}}(BaSO_4) \cdot M(BaSO_4) = 0.1 \text{ моль} \cdot 233 \text{ г/моль} = 23.3 \text{ г}$

6. Рассчитаем практическую массу образовавшегося осадка, учитывая, что выход реакции составляет 95% от теоретического.

$m_{\text{практ}}(BaSO_4) = m_{\text{теор}}(BaSO_4) \cdot \eta = 23.3 \text{ г} \cdot 0.95 = 22.135 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка равна 22,135 г.