Дано:
- Массовая доля серной кислоты (H2SO4) в растворе = 36,8 %
- Молярная масса H2SO4 = 98,08 г/моль
- Молярная масса BaO2 (пероксид бария) = 137,33 (Ba) + 2 * 16 (O) = 137,33 + 32 = 169,33 г/моль
Найти:
Массовую долю растворённого вещества в полученном растворе после добавления стехиометрического количества пероксида бария.
Решение:
1. Предположим, что у нас есть 100 г водного раствора с массовой долей серной кислоты 36,8 %.
Тогда масса серной кислоты в растворе:
m(H2SO4) = 36,8 / 100 * 100 г = 36,8 г.
2. Найдём количество молей серной кислоты:
n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 36,8 г / 98,08 г/моль ≈ 0,374 моль.
3. По реакции нейтрализации одной молекулы H2SO4 требуется 1 моль пероксида бария (BaO2):
BaO2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O2.
Следовательно, для 0,374 моль H2SO4 нужно 0,374 моль BaO2.
4. Рассчитаем массу добавленного пероксида бария:
m(BaO2) = n(BaO2) * M(BaO2) = 0,374 моль * 169,33 г/моль ≈ 63,34 г.
5. Общая масса раствора после добавления пероксида бария:
m(общая) = 100 г (исходный раствор) + 63,34 г (BaO2) = 163,34 г.
6. Найдём массу растворённого вещества в полученном растворе:
Масса растворённых веществ = масса H2SO4 + масса BaO2 = 36,8 г + 63,34 г = 100,14 г.
7. Теперь находим массовую долю растворённых веществ в полученном растворе:
массовая доля = (масса растворённых веществ / общая масса раствора) * 100 %
массовая доля = (100,14 г / 163,34 г) * 100 % ≈ 61,29 %.
Ответ:
Массовая доля растворённого вещества в полученном растворе составляет примерно 61,29 %.