К 120 г 4%-ного раствора сульфата натрия прибавлено 60 мл раствора с концентрацией с(ВаС12) = 0,45 моль/л. Выпавший осадок отфильтрован и промыт водой, так что общий объем фильтрата составил 260 мл. Найдите массу осадка и молярные концентрации веществ в фильтрате
от

1 Ответ

Дано:

- Масса 4%-ного раствора сульфата натрия (Na2SO4) = 120 г
- Концентрация раствора BaCl2 = 0,45 моль/л
- Объем раствора BaCl2 = 60 мл = 0,060 л
- Общий объем фильтрата = 260 мл = 0,260 л

Найти:

- Массу осадка
- Молярные концентрации веществ в фильтрате

Решение:

1. Найдем массу сульфата натрия в растворе:

   Массовая доля Na2SO4 = 4% = 0,04
   Масса Na2SO4 = 0,04 * 120 г = 4,8 г

2. Рассчитаем количество вещества Na2SO4:

   Молекулярная масса Na2SO4 = (2 * 23) + 32 + (4 * 16) = 46 + 32 + 64 = 142 г/моль
   Количество вещества Na2SO4 = 4,8 г / 142 г/моль = 0,0338 моль

3. Найдем количество вещества BaCl2 в 60 мл раствора:

   Количество вещества BaCl2 = 0,45 моль/л * 0,060 л = 0,027 моль

4. Реакция между Na2SO4 и BaCl2:

   Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 (осадок) + 2 NaCl

   Сотношение по уравнению 1:1. Следовательно, если BaCl2 реагирует полностью, то количество осадка будет равно минимальному количеству реагентов.

5. Количество осадка BaSO4:

   Количество вещества Na2SO4 = 0,0338 моль
   Количество вещества BaCl2 = 0,027 моль

   Ограничивающий реагент: BaCl2, так как его меньше.

6. Найдем массу осадка BaSO4:

   Молекулярная масса BaSO4 = 137 + 32 + (4 * 16) = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль
   Масса осадка = 0,027 моль * 233 г/моль = 6,291 г

7. Определим концентрации веществ в фильтрате:

   Количество вещества Na2SO4, оставшееся в фильтрате:
   Na2SO4 полностью не прореагировала. Количество вещества в фильтрате:
   Общее количество вещества Na2SO4 - реагировавшее количество = 0,0338 моль - 0,027 моль = 0,0068 моль

   Объем фильтрата = 0,260 л
   Молярная концентрация Na2SO4 = 0,0068 моль / 0,260 л = 0,026 моль/л

   Молярная концентрация Ba2+ и Cl-:
   Все Ba2+ и Cl- из не среагировавшего BaCl2 останутся в фильтрате:
   Количество вещества BaCl2, оставшееся в фильтрате:
   Избыточное количество BaCl2 = 0,027 моль - 0,027 моль = 0 моль

   Молярная концентрация Cl-:
   Изначально было 2 * 0,027 моль = 0,054 моль Cl-, в фильтрате не было осаждено:
   Молярная концентрация Cl- = 0,054 моль / 0,260 л = 0,208 моль/л

Ответ:
Масса осадка BaSO4 = 6,291 г
Молярная концентрация Na2SO4 в фильтрате = 0,026 моль/л
Молярная концентрация Cl- в фильтрате = 0,208 моль/л
от