Question

К раствору хлорида бария массой 200 г с массовой долей вещества 20.8% прилили раствор карбоната натрия массой 400 г. Осадок отфильтровали, а к полученному раствору добавляли разбавленную серную кислоту до прекращения выделения газа. Реакция прошла с выходом 80%, при этом было получено 1, 792 дм³ газа. Определите массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

Answer 1

Дано:  
Масса раствора хлорида бария = 200 г  
Массовая доля хлорида бария = 20.8% = 0.208  
Масса раствора карбоната натрия = 400 г  
Выход реакции = 80% = 0.80  
Объем выделившегося газа (CO2) = 1.792 дм³  

Найти:  
Массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.  

Решение:  
1. Рассчитаем количество вещества в растворе хлорида бария:
n(BaCl2) = m / M = 200 г / (137 + 2*35.5) г/моль = 200 г / 208.5 г/моль ≈ 0.959 моль  

2. Рассчитаем количество вещества в растворе карбоната натрия:
n(Na2CO3) = m / M = 400 г / (2*23 + 12 + 3*16) г/моль = 400 г / 106 г/моль ≈ 3.774 моль  

3. Поскольку выход реакции составляет 80%, то количество вещества, участвующее в реакции, равно:
n(Na2CO3) = 3.774 моль * 0.80 = 3.019 моль  

4. Рассчитаем количество моль CO2, выделившегося при реакции:
n(CO2) = V / Vm = 1.792 дм³ / 22.4 дм³/моль = 0.08 моль  

5. С уравнением реакции определяем, что коэффициент пропорциональности между Na2CO3 и CO2 равен 1:
Na2CO3 + BaCl2 -> BaCO3 + 2NaCl  
n(Na2CO3) = 0.08 моль  
Из уравнения видим, что каждый моль Na2CO3 соответствует одному моль газа CO2.  

6. Найдем массу Na2CO3 в реакции:
m(Na2CO3) = n * M = 0.08 моль * 106 г/моль = 8.48 г  

7. Для расчета массовой доли Na2CO3 в исходном растворе, необходимо найти общую массу соли в реакции:
Масса общей соли = Масса BaCl2 + Масса Na2CO3 = 200 г + 400 г = 600 г  

8. Определяем массовую долю Na2CO3 в исходном растворе:
Массовая доля Na2CO3 = (масса Na2CO3 / масса общей соли) * 100% = (8.48 г / 600 г) * 100% ≈ 1.41%  

Ответ:  
Массовая доля карбоната натрия в исходном растворе составляет около 1.41%.