дано:
- масса смеси = 20,00 г
- масса осадка (BaSO4) = 9,32 г
найти:
- массовую долю хлорида натрия (NaCl) в исходной смеси
решение:
1. Определим количество осадка BaSO4 в молях.
Молярная масса BaSO4:
- Ba: 137 г/моль
- S: 32 г/моль
- O: 4 * 16 = 64 г/моль
М(BaSO4) = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль
Количество BaSO4:
n(BaSO4) = масса / Молярная масса = 9,32 г / 233 г/моль ≈ 0,0400 моль
2. Запишем уравнение реакции между NaCl и Ba(NO3)2, в результате которой образуется осадок BaSO4:
Ba(NO3)2 + Na2SO4 -> BaSO4 (осадок) + 2 NaNO3
Из реакции видно, что 1 моль BaSO4 образуется из 1 моль SO4^2-. Таким образом, количество ионов SO4^2- будет равно количеству BaSO4:
n(SO4^2-) = n(BaSO4) = 0,0400 моль
3. Найдем массу сульфата натрия (Na2SO4), которая могла быть образована из ионов SO4^2-:
Для образования 0,0400 моль SO4^2- требуется 0,0400 моль Na2SO4 по эквивалентному соотношению:
n(Na2SO4) = n(SO4^2-) = 0,0400 моль
Молярная масса Na2SO4:
- Na: 2 * 23 = 46 г/моль
- S: 32 г/моль
- O: 4 * 16 = 64 г/моль
М(Na2SO4) = 46 + 32 + 64 = 142 г/моль
Масса Na2SO4 = n(Na2SO4) * М(Na2SO4) = 0,0400 моль * 142 г/моль ≈ 5,68 г
4. Теперь определим массу хлорида натрия (NaCl) в исходной смеси.
Масса смеси = масса медного купороса (CuSO4) + масса NaCl + масса Na2SO4
Обозначим массу NaCl как x.
Тогда имеем уравнение:
20,00 г = (масса CuSO4) + x + 5,68 г
Масса медного купороса (CuSO4) может быть найдена следующим образом:
поскольку в реакциях извлекается лишь тот компонент, который реагирует с барием, предположим, что масса медного купороса не участвует в процессе образования осадка.
Итак, масса CuSO4 = 20,00 г - x - 5,68 г
5. Для нахождения массы NaCl нужно учесть, что в исходной смеси только два компонента – NaCl и CuSO4. Следовательно, для получения массовой доли NaCl можно записать следующее уравнение:
x = 20,00 г - (масса CuSO4)
Поскольку мы не знаем массу медного купороса, то просто выразим массовую долю NaCl:
Массовая доля NaCl = (масса NaCl / масса смеси) * 100%
Массовая доля NaCl = (x / 20,00 г) * 100%
6. Чтобы найти x, заметим, что для полного реагирования необходимо, чтобы все количества были учтены. Из уравнения мы видим, что оставшаяся часть смеси должна составить сумму масс, что в данном случае представляет собой NaCl.
Таким образом, без потерь мы можем подставить значение массы полученной части Na2SO4:
x = 20,00 г - 5,68 г ≈ 14,32 г
7. Подставляем значение в формулу для расчета массовой доли NaCl:
Массовая доля NaCl = (14,32 г / 20,00 г) * 100% ≈ 71,6%
ответ:
Массовая доля хлорида натрия в исходной смеси составляет около 71,6%.