Дано:
- Масса исходного раствора = 300 г
- Масса осадка при добавлении избытка серной кислоты = 52,43 г
- Масса осадка при добавлении избытка раствора нитрата серебра (I) = 107,63 г
Найти:
- Массовые доли хлорида бария (BaCl2) и хлорида меди (II) (CuCl2) в исходном растворе
Решение:
1. Определим химические реакции и массы осадков, образующихся в ходе реакций.
При добавлении избытка серной кислоты к раствору, осаждается сульфат бария (BaSO4), так как хлорид меди (II) не реагирует с серной кислотой в условиях избытка.
Реакция:
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 (осадок) + 2 HCl
Молекулярная масса BaSO4 = 137 + 32 + 4*16 = 233 г/моль
Количество вещества BaSO4 = масса осадка / молекулярная масса
n(BaSO4) = 52,43 г / 233 г/моль ≈ 0,225 моль
Следовательно, количество вещества BaCl2 в растворе также равно 0,225 моль (так как 1 моль BaCl2 образует 1 моль BaSO4).
Молекулярная масса BaCl2 = 137 + 2*35,5 = 208 г/моль
Масса BaCl2 = n(BaCl2) * молекулярная масса
Масса BaCl2 = 0,225 моль * 208 г/моль = 46,8 г
2. При добавлении избытка раствора нитрата серебра (I) к раствору, осаждается хлорид серебра (AgCl), так как хлорид меди (II) образует хлорид серебра в реакции:
Реакция:
CuCl2 + 2 AgNO3 → 2 AgCl (осадок) + Cu(NO3)2
Также, хлорид бария при взаимодействии с нитратом серебра осаждает хлорид серебра:
Реакция:
BaCl2 + 2 AgNO3 → 2 AgCl (осадок) + Ba(NO3)2
Молекулярная масса AgCl = 107,9 + 35,5 = 143,4 г/моль
Количество вещества AgCl = масса осадка / молекулярная масса
n(AgCl) = 107,63 г / 143,4 г/моль ≈ 0,75 моль
Следовательно, количество вещества Cl- в растворе также равно 0,75 моль (так как 1 моль AgCl образуется из 1 моль Cl-).
3. Найдем количество вещества хлорида меди (II) (CuCl2) в растворе. Так как из 1 моль CuCl2 образуется 2 моль AgCl, то:
n(CuCl2) = 0,75 моль / 2 = 0,375 моль
Молекулярная масса CuCl2 = 63,5 + 2*35,5 = 134,5 г/моль
Масса CuCl2 = n(CuCl2) * молекулярная масса
Масса CuCl2 = 0,375 моль * 134,5 г/моль = 50,4 г
4. Определим массу хлорида бария (BaCl2) и хлорида меди (CuCl2) в исходном растворе:
Масса хлорида бария (BaCl2) = 46,8 г
Масса хлорида меди (CuCl2) = 50,4 г
5. Массовые доли:
Общая масса раствора = 300 г
Массовая доля BaCl2 = (46,8 г / 300 г) * 100% = 15,6%
Массовая доля CuCl2 = (50,4 г / 300 г) * 100% = 16,8%
Массовая доля воды и других возможных компонентов = 100% - (15,6% + 16,8%) = 67,6%
Ответ:
- Массовая доля хлорида бария (BaCl2) в исходном растворе составляет 15,6%.
- Массовая доля хлорида меди (CuCl2) в исходном растворе составляет 16,8%.